Solucion Tampon

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Solucin tampn 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.Tampn qumico Soluciones amortiguadoras Composicin Disolucin Amortiguadora, Tampn o Buffers pH Tampn fosfato Conclusin

Las soluciones tampn, denominadas tambin soluciones buffer, son aqullas que ante la adicin de un cido o base son capaces de reaccionar oponiendo la parte de componente bsica o cida para mantener fijo el pH.

Tampn qumicoUn tampn o buffer es una o varias sustancias qumicas que afectan a la concentracin de los iones de hidrgeno (o hidronios) en el agua. Siendo que pH no significa otra cosa que potencial de hidrogeniones (o peso de hidrgeno), un buffer (o "amortiguador") lo que hace es regular el pH. Cuando un buffer es aadido al agua, el primer cambio que se produce es que el pH del agua se vuelve constante. De esta manera, cidos o bases (lcalis = bases) adicionales no podrn tener efecto alguno sobre el agua, ya que esta siempre se estabilizar de inmediato.

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Soluciones amortiguadoras Las soluciones amortiguadoras, tambin conocidas como muelles buffer o tampn, son disoluciones que por el agregado de cantidades moderadas de acidos o bases fuertes mantienen prcticamente constante el pH Tambin se dice que una solucin es amortiguadora, reguladora o tampn si la concentracin de protones H+, es decir el pH de una solucin no se ve afectada significativamente por la adicin de pequeas cantidades o volmenes de cidos y bases..

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Composicin Los buffers consisten en sales hidrolticamente activas que se disuelven en el agua. Los iones de estas sales se combinan con cidos y lcalis. Estas sales hidrolticamente activas son los productos que resultan de la reaccin entre los cidos dbiles y los lcalis fuertes como el carbonato de calcio (a partir del cido carbnico e hidrxido de calcio) o entre cidos fuertes y lcalis dbiles como el cloruro de amonio (a partir del cido clorhdrico e hidrxido de amonio). Un cido buffer reacciona cuando un cido dbil o base dbil se combina con su correspondiente sal hidroltica en una solucin de agua, se forma un sistema amortiguador denominado buffer. No siempre un sistema buffer es apropiado, porque los iones de algunas sales hidrolticas pueden, por ejemplo, daar a los organismos que entran en contacto con l. Por otra parte, cada sistema buffer tiene su propio rango efectivo de pH, algunos de los cuales no son adecuados para acuarios. Clculo de pH de soluciones tampn Mediante el desarrollo del balance de masa y balance de carga para una solucin reguladora tpica se llega a una ecuacin cbica donde la incgnita es la concentracin de iones hidronio u oxhidrilo. Frecuentemente se utiliza la ecuacin de Henderson-Hasselbalch para el clculo de pH en soluciones reguladoras. Sin embargo, debe aclararse que esta ecuacin no es aplicable en todos los casos, ya que para su deduccin deben realizarse una serie de suposiciones. Esta ecuacin suele proporcionar resultados incorrectos cuando las concentraciones del cido y su base conjugada (o de la base y su cido conjugado) es baja. Ecuacin de Henderson-Hasselbalch:

Donde pKa = -logKa [sal]=concentracin de la sal [cido]=concentracin de iones hidrgeno Cuando se trata del pH de una solucin amortiguadora o tampn qumico de una sal con su base correspondiente se calcula el pOH de la misma forma solo que:

El pH luego se calcula restando el pOH a 14:

Disolucin Amortiguadora, Tampn o BuffersPara que uno se conserve saludable, hay muchos fluidos en cada uno de nuestros cuerpos que se deben mantener dentro de unos lmites muy estrechos de pH. Para que este objetivo se realice, se crea un sistema amortiguador. Un sistema amortiguador es una solucin que puede absorber grandes cantidades moderadas de cidos o bases, sin un cambio significativo en su pH, es decir, es una disolucin que contiene unas sustancias que

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inhiben los cambios de HP, o concentracin de ion hidrgeno de la disolucin. Dichas sustancias pueden contener un cido dbil y su sal, por ejemplo, cido actico y acetato de sodio, o una base dbil y una sal de esa base, por ejemplo, hidrxido de amonio y cloruro de amonio. Los fluidos de los organismos vivos estn fuertemente tamponados, y el agua del mar y ciertas sustancias del suelo son otros ejemplos de disoluciones tampones existentes en la naturaleza. Las disoluciones tampones se utilizan en qumica y sirven como referencia en la medida del pH. Consideremos la reaccin del amoniaco en agua: NH3 (g) + H2O ! NH4+ (ac) + OH- (ac) Si observamos la reaccin inversa en este equilibrio, veremos que los iones amonio reaccionan con una base. Pero si disolvemos iones amonio (del cloruro de amonio) en agua ocurre: NH4+ (ac) + H2O (l) ! NH3 (ac) + H3O- (ac) De esta reaccin inversa, podemos ver que las molculas de amoniaco reaccionan con los cidos. Si tuvisemos una solucin con suficientes cantidades de cada una de estas sustancias, los iones amonio y las molculas de amoniaco, tendramos la deseada solucin amortiguadora. Las molculas del amoniaco reaccionaran con cualquier cido que se aadiese, y los iones amonio reaccionaran con cualquier base que se aadiese. Las soluciones amortiguadoras se preparan utilizando un cido dbil o una base dbil con una de sus sales. En trminos generales, las reacciones apareceran de la siguiente forma: - Para un cido dbil: HA + OH- ! H2O + AA- + H3O+ ! HA + H2O El cido dbil (HA), reacciona con la base que se aade. El ion negativo de la sal (A-), reaccionara con el cido que se aade. - Para una base dbil: MOH + H3O+ ! M+ + 2H2O M+ + OH- ! MOH La base dbil (MOH), reaccionara con el cido que se aade. El ion positivo de la sal, (M+), reaccionara con la base que se aade. Los amortiguadores tienen mxima eficiencia para neutralizar los cidos y las bases que se aaden, cuando las concentraciones del cido dbil (o de la base) y de la sal son iguales. Podremos preparar una solucin amortiguadora de casi cualquier pH, si escogemos el cido (o base) dbil correcto. Existe un ion comn entre el electrolito dbil y su sal. El comportamiento de una solucin amortiguadora puede ser explicado siempre tomando como base nuestro conocimiento acerca del efecto del ion comn y el Principio de Le Chatelier, el cual dice que si un producto o subproducto es eliminado del sistema, el equilibrio se ver perturbado y la reaccin producir ms producto con el objeto de compensar la prdida. En las polimerizaciones, este truco es usado para hacer que las reacciones alcancen altas conversiones. La sangre esta amortiguada, principalmente, por el ion bicarbonato (HCO3-), pero cuando ocurre la hiperventilacin que se trata de un estado de sobrerrespiracin, causado por el miedo, la excitacin o la ansiedad, ya que al ocurrir este proceso una persona expele ms dioxido de carbono de lo necesario, alterando el equilibrio del acido carbonico.

pHEl pH es una medida de la acidez o basicidad de una solucin. El pH es la concentracin de iones hidronio [H3O+] presentes en determinadas sustancias. La sigla significa "potencial de hidrgeno" (pondus Hydrogenii o potentia Hydrogenii; del latn pondus, n. = peso; potentia, f. = potencia; hydrogenium, n. = hidrgeno). Este trmino fue acuado por el qumico dans Srensen, quien lo defini como el logaritmo negativo de base 10 de la actividad de los iones hidrgeno. Esto es: Desde entonces, el trmino "pH" se ha utilizado universalmente por lo prctico que resulta para evitar el manejo de cifras largas y complejas. En disoluciones diluidas, en lugar de utilizar la actividad del ion hidrgeno, se le puede aproximar empleando la concentracin molar del ion hidrgeno. Por ejemplo, una concentracin de [H3O+] = 1 107 M (0,0000001) es simplemente un pH de 7 ya que: pH = log[107] = 7 El pH tpicamente va de 0 a 14 en disolucin acuosa, siendo cidas las disoluciones con pH menores a 7 (el valor del exponente de la concentracin es mayor, por que hay ms protones en la disolucin) , y bsicas las que tienen pH mayores a 7. El pH = 7 indica la neutralidad de la disolucin (donde el disolvente es agua). Se considera que p es un operador logartmico sobre la concentracin de una solucin: p = log[...] , tambin se define el pOH, que mide la concentracin de iones OH.

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Puesto que el agua est disociada en una pequea extensin en iones OH y H3O+, tenemos que: Kw = [H3O+][OH]=1014 en donde [H3O+] es la concentracin de iones hidronio, [OH] la de iones hidroxilo, y Kw es una constante conocida como producto inico del agua, que vale 1014. Por lo tanto, log Kw = log [H3O+] + log [OH] 14 = log [H3O+] + log [OH] 14 = log [H3O+] log [OH] pH + pOH = 14 Por lo que se puede relacionar directamente el valor del pH con el del pOH. En disoluciones no acuosas, o fuera de condiciones normales de presin y temperatura, un pH de 7 puede no ser el neutro. El pH al cual la disolucin es neutra estar relacionado con la constante de disociacin del disolvente en el que se trabaje Medida del pH El valor del pH se puede medir de forma precisa mediante un potencimetro, tambin conocido como pHmetro, un instrumento que mide la diferencia de potencial entre dos electrodos: un electrodo de referencia (generalmente de plata/cloruro de plata) y un electrodo de vidrio que es sensible al in hidrgeno. Tambin se puede medir de forma aproximada el pH de una disolucin empleando indicadores, cidos o bases dbiles que presentan diferente color segn el pH. Generalmente se emplea papel indicador, que se trata de papel impregnado de una mezcla de indicadores. cualitativos para la determinacin del pH. El papel de litmus o papel tornasol es el indicador mejor conocido. Otros indicadores usuales son la fenolftalena y el naranja de metilo. A pesar de que muchos potencimetros tienen escalas con valores que van desde 1 hasta 14, los valores de pH pueden ser menores que 1 y mayores que 14. Por ejemplo el cido de batera de automviles tiene valores cercanos de pH menores que uno, mientras que el hidrxido de sodio 1 M vara de 13,5 a 14. Un pH igual a 7 es neutro, menor que 7 es cido y mayor que 7 es bsico a 25 C. A distintas temperaturas, el valor de pH neutro puede variar debido a la constante de equilibrio del agua (Kw). La determinacin del pH es uno de los procedimientos analticos ms importantes y ms usados en ciencias tales como qumica, bioqumica y la qumica de suelos. El pH determina muchas caractersticas notables de la estructura y actividad de las biomacromolculas y, por tanto, del comportamiento de clulas y organismos. En 1909, el qumico dans Sorensen defini el potencial hidrgeno como el logaritmo negativo de la concentracin molar (ms exactamente de la actividad molar) de los iones hidrgeno.

Dependiendo del pH del suelo la Hortensia (Hydrangea) puede poseer flores rosas o azules. En suelos cidos (pH < 7) las flores son azules, mientras que en suelos alcalinos (pH > 7) son rosas.1

Tampn fosfatoSe trata de un tampn inorgnico que se encuentra en los lquidos intracelulares y mantiene el pH en torno al 6,86 debido al equilibrio existente entre un cido dbil; el dihidrgeno fosfato (DHP) y su base: el monohidrgeno fosfato (MHP). Ambos compuestos mantienen un equilibrio entre s, pudiendo el DHP liberar

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un protn y transformarse en MHP, (la reaccin se desplaza hacia la derecha), y el MHP puede unirse aun protn para originar una molcula de DHP, (la reaccin se desplaza hacia la izquierda). H2PO4- HPO4-2 + H+ Es decir, a pH fisiolgico, las especies del fosfato con capacidad de tamponar son H2PO4- y HPO4-2 ya que su valor de pK es de 6,8. As pues, para el tampn fosfato: pH = 6,8 + log HPO4-2 / H2PO4- 0 A pH fisiolgico de 7,4 la concentracin de HPO4-2 (un 80%) es 4 veces superior a la de H2PO4- (un 20%). As pues, el tampn fosfato es un sistema muy eficaz para amortiguar cidos. La concentracin de fosfato en la sangre es baja (2 mEq/L) por lo que tiene escasa capacidad de tamponar si lo comparamos con otros tampones como el bicarbonato. En cambio, a nivel intracelular, las concentraciones de fosfato son elevadas lo que le convierte en un tampn eficiente. Las grandes cantidades de fosfato dentro de las clulas corporales y en el hueso hacen que el fosfato sea un depsito grande y eficaz para amortiguar el pH.

ConclusinUna solucin tampn o Buffer es una solucin capaz de amortiguar las variaciones de pH realizadas por la adicin de una cido o una base, gracias a que contiene en equilibrio a un cido dbil y su base conjugada en proporciones equimolares, as las adiciones de cido se neutralizaran con la base conjugada y las de base con el cido, desplazando las posiciones de estos en el equilibrio pero manteniendo invariante el pH Autor: Jos Laura [email protected]

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