UN buffer es un solución que contiene un ácido débil y es sal o un base débil y es sal, que es resistente a los cambios en pH. En otras palabras, un tampón es una solución acuosa de un ácido débil y su base conjugada o una base débil y su ácido conjugado. Un tampón también se puede llamar tampón de pH, tampón de iones de hidrógeno o solución tampón.
Tampones se usan para mantener un pH estable en una solución, ya que pueden neutralizar pequeñas cantidades de ácido de base adicional. Para una solución tampón dada, hay un rango de pH funcional y una cantidad establecida de ácido o base que puede neutralizarse antes de que cambie el pH. La cantidad de ácido o base que se puede agregar a un tampón antes de cambiar su pH se denomina capacidad de tampón.
los Ecuación de Henderson-Hasselbalch puede usarse para medir el pH aproximado de un tampón. Para usar la ecuación, se ingresa la concentración inicial o la concentración estequiométrica en lugar de la concentración de equilibrio.
La forma general de una reacción química tampón es:
HA ⇌ H+ + A−
Ejemplos de tampones
- sangre: contiene un sistema tampón de bicarbonato
- Tampón TRIS
- tampón de fosfato
Como se indicó, los tampones son útiles en rangos de pH específicos. Por ejemplo, aquí está el rango de pH de los agentes tamponadores comunes:
| Buffer | pKa | rango de pH |
| ácido cítrico | 3.13., 4.76, 6.40 | 2.1 a 7.4 |
| ácido acético | 4.8 | 3.8 a 5.8 |
| KH2correos4 | 7.2 | 6.2 a 8.2 |
| borato | 9.24 | 8.25 a 10.25 |
| CHES | 9.3 | 8.3 a 10.3 |
Cuando se prepara una solución tampón, el pH de la solución se ajusta para que esté dentro del rango efectivo correcto. Por lo general, se agrega un ácido fuerte, como el ácido clorhídrico (HCl) para disminuir el pH de los tampones ácidos. Se agrega una base fuerte, como la solución de hidróxido de sodio (NaOH), para elevar el pH de los tampones alcalinos.
Cómo funcionan los tampones
Para entender cómo funciona un tampón, considere el ejemplo de una solución tampón hecha disolviendo acetato de sodio en ácido acético. El ácido acético es (como se puede ver por el nombre) un ácido: CH3COOH, mientras que el acetato de sodio se disocia en solución para producir la base conjugada, los iones acetato de CH3ARRULLO-. La ecuación para la reacción es:
CH3COOH (ac) + OH-(aq) ⇆ CH3ARRULLO-(aq) + H2O (aq)
Si se agrega un ácido fuerte a esta solución, el ion acetato lo neutraliza:
CH3ARRULLO-(aq) + H+(aq) ⇆ CH3COOH (ac)
Esto cambia el equilibrio de la reacción tampón inicial, manteniendo el pH estable. Una base fuerte, por otro lado, reaccionaría con el ácido acético.
Tampones universales
La mayoría de los tampones funcionan en un rango de pH relativamente estrecho. Una excepción es el ácido cítrico porque tiene tres valores de pKa. Cuando un compuesto tiene múltiples valores de pKa, se encuentra disponible un rango de pH mayor para un tampón. También es posible combinar tampones, siempre que sus valores de pKa estén cercanos (que difieran en 2 o menos), y ajustando el pH con una base fuerte o ácido para alcanzar el rango requerido. Por ejemplo, el tampón de McIvaine se prepara combinando mezclas de Na2correos4 y ácido cítrico. Dependiendo de la relación entre los compuestos, el tampón puede ser efectivo de pH 3.0 a 8.0. Una mezcla de El ácido cítrico, el ácido bórico, el fosfato monopotásico y el ácido dietilbárbico pueden cubrir el rango de pH de 2.6 a 12!
Para llevar clave para llevar
- Un tampón es una solución acuosa utilizada para mantener el pH de una solución casi constante.
- Un tampón consiste en un ácido débil y su base conjugada o una base débil y su ácido conjugado.
- La capacidad del tampón es la cantidad de ácido o base que se puede agregar antes de que cambie el pH de un tampón.
- Un ejemplo de una solución tampón es el bicarbonato en la sangre, que mantiene el pH interno del cuerpo.
Fuentes
- Butler, J. NORTE. (1964). Equilibrio iónico: un enfoque matemático. Addison-Wesley. pag. 151.
- Carmody, Walter R. (1961). "Serie de tampones de amplio rango fácilmente preparada". J. Chem Educ. 38 (11): 559–560. doi:10.1021 / ed038p559
- Hulanicki, A. (1987). Reacciones de ácidos y bases en química analítica.. Traducido por Masson, Mary R. Horwood ISBN 0-85312-330-6.
- Mendham, J.; Denny, R. C.; Barnes, J. RE.; Thomas, M. (2000). "Apéndice 5". Libro de texto de Vogel's de análisis químico cuantitativo (5ª ed.). Harlow: Pearson Education. ISBN 0-582-22628-7.
- Escorpio, R. (2000). Fundamentos de ácidos, bases, tampones y su aplicación a sistemas bioquímicos. ISBN 0-7872-7374-0.