16.5

Efectividad de un Amortiguador

49.4K views02:19 min

La eficacia de cualquier buffer para resistir el cambio de pH depende de la relación de la concentración del ácido débil y su base conjugada, o base débil y su ácido conjugado, así como de sus concentraciones absolutas. El rango del buffer es el rango de pH que inhibe un aumento o disminución significativos del pH tras la adición de un ácido o una base. El rango es una unidad más alta o más baja que el pKa.

Por lo tanto, para ser un tampón eficaz, la proporción de ácido débil a base o de base débil a ácido debe estar entre 10 a 1 y 1 a 10. La ecuación de Henderson-Hasselbalch se puede resolver para respaldar estos valores. Si la concentración del ácido es diez veces mayor que la de la base, el pH será 1 unidad menor que el pKa.

Por el contrario, si la concentración de la base es diez veces mayor que la del ácido, el pH será 1 unidad más que el pKa. Un buffer es más eficaz en el medio de su rango amortiguador cuando la concentración del ácido débil y la base conjugada son iguales y el pH es igual al pKa. A medida que aumenta la diferencia entre las cantidades de ácido débil y base, el buffer se vuelve menos eficaz.

Por lo tanto, el buffer A, que contiene 1 molar de ácido acético y acetato, será más eficaz que el buffer B, que contiene 0, 1 molar de ácido acético y 1 molar de acetato. La concentración absoluta de un ácido débil y la base también determina la eficacia del tampón. Cuanto mayor sea la concentración del ácido y la base débiles, más ácido o base podrá neutralizar.

Por lo tanto, un tampón con 1 molar de ácido fórmico y de formato es más eficaz que un tampón con 0, 1 molar cada uno. La capacidad amortiguadora es la cantidad de un ácido o base fuerte que un tampón puede neutralizar antes de un cambio significativo en su pH. Por lo tanto, la capacidad tampón aumenta tanto con concentraciones más altas de un ácido débil y su base conjugada como cuando la relación de un ácido débil a la base se acerca a uno.

Overview

Loading...

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Las soluciones tampón no tienen una capacidad ilimitada para mantener el pH relativamente constante. En su lugar, la capacidad de una solución tampón para resistir cambios en el pH depende de la presencia de cantidades apreciables de su par conjugado ácido-base débil. Cuando se añade suficiente ácido o base fuerte para reducir sustancialmente la concentración de cualquiera de los miembros del par de amotiguadores, la acción amortiguadora dentro de la solución se ve comprometida.

La capacidad amortiguadora es la cantidad de ácido o base que se puede añadir a un volumen determinado de una solución tampón antes de que el pH cambie significativamente, normalmente por una unidad. La capacidad amortiguadora depende de las cantidades de ácido débil y de su base conjugada que se encuentren en una mezcla tampón. Por ejemplo, 1 L de una solución que es 1,0 M en ácido acético y 1,0 M en acetato de sodio tiene una mayor capacidad amortiguadora que 1 L de una solución que es 0,10 M en ácido acético y 0,10 M en acetato de sodio, aunque ambas soluciones tienen el mismo pH. La primera solución tiene más capacidad amortiguadora porque contiene más ácido acético e iones de acetato.

Selección de mezclas de amortiguadores adecuadas

Existen dos reglas generales útiles para seleccionar mezclas de amortiguadores:

Una buena mezcla de amortiguadores debe tener concentraciones iguales de ambos componentes. Una solución tampón generalmente ha perdido su utilidad cuando un componente del par de tampones es inferior al 10% del otro.
Los ácidos débiles y sus sales son mejores como tampones en pHs menores de 7; las bases débiles y sus sales son mejores como tampones en pHs mayores de 7.

La sangre es un ejemplo importante de una solución tamponada, siendo el ácido principal y el ion responsables de la acción de tamponamiento el ácido carbónico, H₂CO₃, y el ion bicarbonato, HCO₃⁻. Cuando se introduce un ión hidronio en el torrente sanguíneo, es eliminado principalmente a traves de la reacción:

Eq1

La reacción elimina un ion hidróxido añadido:

Eq1

El ácido o la base fuerte añadido se convierten así efectivamente al ácido o base mucho más débil del par de tampones (H₃O⁺ se convierte a H₂CO₃ y OH⁻ se convierte a HCO₃⁻). Por lo tanto, el pH de la sangre humana permanece muy cerca del valor determinado por el pK_a de los pares de tampones, en este caso, 7,35. Las variaciones normales en el pH de la sangre suelen ser inferiores a 0,1, y los cambios de pH de 0,4 o mayores tienen alta probabilidad de ser fatales.

Este texto es adaptado de Openstax, Química 2e, Sección 14.6: Amortiguadores.

Transcript

Loading...

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

La eficacia de cualquier buffer para resistir el cambio de pH depende de la relación de la concentración del ácido débil y su base conjugada, o base débil y su ácido conjugado, así como de sus concentraciones absolutas. El rango del buffer es el rango de pH que inhibe un aumento o disminución significativos del pH tras la adición de un ácido o una base. El rango es una unidad más alta o más baja que el pKa.

Por lo tanto, para ser un tampón eficaz, la proporción de ácido débil a base o de base débil a ácido debe estar entre 10 a 1 y 1 a 10. La ecuación de Henderson-Hasselbalch se puede resolver para respaldar estos valores. Si la concentración del ácido es diez veces mayor que la de la base, el pH será 1 unidad menor que el pKa.

Por el contrario, si la concentración de la base es diez veces mayor que la del ácido, el pH será 1 unidad más que el pKa. Un buffer es más eficaz en el medio de su rango amortiguador cuando la concentración del ácido débil y la base conjugada son iguales y el pH es igual al pKa. A medida que aumenta la diferencia entre las cantidades de ácido débil y base, el buffer se vuelve menos eficaz.

Por lo tanto, el buffer A, que contiene 1 molar de ácido acético y acetato, será más eficaz que el buffer B, que contiene 0, 1 molar de ácido acético y 1 molar de acetato. La concentración absoluta de un ácido débil y la base también determina la eficacia del tampón. Cuanto mayor sea la concentración del ácido y la base débiles, más ácido o base podrá neutralizar.

Por lo tanto, un tampón con 1 molar de ácido fórmico y de formato es más eficaz que un tampón con 0, 1 molar cada uno. La capacidad amortiguadora es la cantidad de un ácido o base fuerte que un tampón puede neutralizar antes de un cambio significativo en su pH. Por lo tanto, la capacidad tampón aumenta tanto con concentraciones más altas de un ácido débil y su base conjugada como cuando la relación de un ácido débil a la base se acerca a uno.

Explore More Videos

Buffer Effectiveness

Henderson Hasselbalch Equation

Concentration Ratio

Molar Concentration