Soluciones Amortiguadoras

Soluciones amortiguadoras, buffer o reguladoras.

Las soluciones que contienen algo que puede neutralizar iones OH‾ (como un acido débil) y algo que también puede neutralizar iones H+ (como la base conjugada del mismo ácido débil) son soluciones que amortiguan los cambios en el pH cuando se agrega un ácido o una base.

La solución reguladora de fosfato o regulador fosfato, que esta presente en los fluidos contenidos en las células del cuerpo, esta formadas de HPO42‾ (para neutralizar H+ y H2 PO4‾ (para neutralizar OH‾).

El pH normal del cuerpo es de 7.35. Una disminución en el pH de la sangre se le llama acidosis y un incremento se le llama alcalosis. Cualquiera de estas condiciones interfiere en la respiración y casos extremos (pH <7 o pH >8) son letales.

La solución reguladora de carbonato, o regulador carbonato en la solución reguladora principal en la sangre, formada de HCO3 ‾ (para neutralizar H+) y H2CO3 (para neutralizar OH‾). El suministro de H2CO3 proviene de la reacción de la disolución de CO2 en agua (Podría ser que el CO2 reaccione directamente con OH‾, y no a través de H2CO3.) el ácido carbónico se divide dentro de los pulmones donde se expulsa el CO2. La capacidad para exhalar CO2 es esencial para la prevención de la acidosis.

Cuando el metabolismo o una deficiencia en la respiración producen o retiene H+ a un ritmo más rápido que la velocidad a la cual la solución reguladora puede neutralizarlo, los pulmones tratan de eliminar el CO2 a una velocidad más rápida (hiperventilación). Por lo general, por cada molécula de CO2 exhalada, se neutraliza un protón.

El pH de una solución reguladora que consiste en un ácido débil, HA y su base conjugada, A‾, se calcula a partir de la ecuación que define Ka. En una solución reguladora en equilibrio, para todos los fines prácticos, [HA]eq = [ácido]inic y [A‾]eq = [anión] inic . De este modo, la ecuación que define Ka modifica para expresar [H+] como:

[H+] = Ka * ([ácido])/([anión])

La ecuación que define el pH permite transformar esta ecuación a la ecuación de Henderson- Hasselbalch:

pH = pKa + log ([ácido])/([anión])

Los dos factores que determinan a que pH trabaja una solución reguladora son el pKa del ácido débil y la relación [anión] / [ácido]. Como esta relación varía de 10/1 a 1/1 a 1/10, el pH varía de pKa ± 1.

Una solución reguladora no mantiene una solución necesariamente a un pH de 7, sino que mantiene constante el pH cuando entra ácido o base extra.

A la temperatura del cuerpo, la ecuación de Henderson- Hasselbalch toma la siguiente forma, en la cual [CO2 (ac)] aparece dentro [H2CO3].

pH = 6.1 + log ([HCO3‾])/([CO2 (ac)])

Si un ácido neutraliza algo de HCO3‾, la relación en el término logarítmico disminuye demasiado a menos

...