Que es una solucion amortiguadora

Ecuación de la solución tampón

Un tampón es una solución que puede resistir el cambio de pH al añadir un componente ácido o básico. Es capaz de neutralizar pequeñas cantidades de ácido o base añadidos, manteniendo así el pH de la solución relativamente estable. Esto es importante para los procesos y/o reacciones que requieren rangos de pH específicos y estables. Las soluciones tampón tienen un rango de pH de trabajo y una capacidad que dicta la cantidad de ácido/base que se puede neutralizar antes de que el pH cambie, y la cantidad en la que cambiará.
Para mantener eficazmente un rango de pH, un tampón debe consistir en un par ácido-base débil conjugado, es decir, o bien a. un ácido débil y su base conjugada, o bien b. una base débil y su ácido conjugado. El uso de uno u otro dependerá simplemente del pH deseado al preparar el tampón. Por ejemplo, los siguientes elementos podrían funcionar como tampones cuando están juntos en solución:
Un tampón es capaz de resistir el cambio de pH porque los dos componentes (ácido conjugado y base conjugada) están presentes en cantidades apreciables en el equilibrio y son capaces de neutralizar pequeñas cantidades de otros ácidos y bases (en forma de H3O+ y OH-) cuando se añaden a la solución. Para aclarar este efecto, podemos considerar el sencillo ejemplo de un tampón de ácido fluorhídrico (HF) y fluoruro de sodio (NaF). El ácido fluorhídrico es un ácido débil debido a la fuerte atracción entre el ion F-, relativamente pequeño, y los protones solvatados (H3O+), que no le permite disociarse completamente en el agua. Por lo tanto, si obtenemos HF en una solución acuosa, establecemos el siguiente equilibrio con sólo una ligera disociación (Ka(HF) = 6,6×10-4, favorece fuertemente a los reactivos):

Tipos de soluciones tampón

El carbono, subproducto de la respiración celular, se disuelve en la sangre, donde es captado por los glóbulos rojos y convertido en ácido carbónico por la anhidrasa carbónica. A continuación, la mayor parte del ácido carbónico se disocia en bicarbonato e iones de hidrógeno.
El sistema de amortiguación del bicarbonato es un mecanismo homeostático ácido-base que implica el equilibrio del ácido carbónico (H2CO3), el ion bicarbonato (HCO-3) y el dióxido de carbono (CO2) para mantener el pH en la sangre y el duodeno, entre otros tejidos, para apoyar la función metabólica adecuada. [1] Catalizado por la anhidrasa carbónica, el dióxido de carbono (CO2) reacciona con el agua (H2O) para formar ácido carbónico (H2CO3), que a su vez se disocia rápidamente para formar un ion bicarbonato (HCO-3) y un ion hidrógeno (H+), como se muestra en la siguiente reacción:[2][3][4].
Como en cualquier sistema tampón, el pH se equilibra con la presencia de un ácido débil (por ejemplo, H2CO3) y su base conjugada (por ejemplo, HCO-3), de modo que cualquier exceso de ácido o base introducido en el sistema se neutraliza.
En los tejidos, la respiración celular produce dióxido de carbono como producto de desecho; como una de las principales funciones del sistema cardiovascular, la mayor parte de este CO2 se elimina rápidamente de los tejidos mediante su hidratación a ion bicarbonato[6] El ion bicarbonato presente en el plasma sanguíneo se transporta a los pulmones, donde se deshidrata de nuevo a CO2 y se libera durante la exhalación. Estas conversiones de hidratación y deshidratación de CO2 y H2CO3, que normalmente son muy lentas, son facilitadas por la anhidrasa carbónica tanto en la sangre como en el duodeno[7]. Mientras está en la sangre, el ion bicarbonato sirve para neutralizar el ácido introducido en la sangre a través de otros procesos metabólicos (por ejemplo, ácido láctico, cuerpos cetónicos); asimismo, cualquier base (por ejemplo, la urea procedente del catabolismo de las proteínas) es neutralizada por el ácido carbónico (H2CO3)[8].

Cómo calcular el ph de una solución tampón

Un tampón es una solución acuosa que puede resistir cambios significativos en los niveles de pH tras la adición de pequeñas cantidades de ácido o álcali. Cada tampón se caracteriza por una “capacidad” determinada que se define como la cantidad de ácido o base fuerte que debe añadirse para cambiar el pH de un litro de solución en una unidad de pH. En otras palabras, la capacidad tampón es la cantidad de ácido o base que puede añadirse antes de que el pH comience a cambiar de forma significativa.
El rango de amortiguación es el intervalo de pH específico en el que un amortiguador neutraliza eficazmente el ácido o la base añadidos, manteniendo un pH casi constante. La capacidad y el rango de un tampón concreto garantizan que la pequeña cantidad de ácido o base añadida se neutralice y la reacción química siga adelante sin dar un resultado erróneo al experimento/proceso. En pocas palabras, un tampón es una mezcla de un ácido débil y su base conjugada o una base débil y su ácido conjugado.
Las soluciones tampón ácidas tienen un pH inferior a 7. Generalmente están hechas de un ácido débil y una de sus sales (a menudo llamada conjugado*). Las soluciones tampón ácidas más utilizadas son una mezcla de ácido etanoico y etanoato de sodio en solución, que tienen un pH de 4,76 cuando se mezclan en concentraciones molares iguales. Se puede modificar el pH de la solución tampón cambiando la proporción entre el ácido y la sal, o eligiendo un ácido diferente y una de sus sales.

Cómo preparar una solución tampón

Un tampón es una solución acuosa que contiene un ácido débil y su base conjugada o una base débil y su ácido conjugado. El pH de un tampón cambia muy poco cuando se le añade una pequeña cantidad de ácido o base fuerte. Se utiliza para evitar cualquier cambio en el pH de una solución, independientemente del soluto. Las soluciones tampón se utilizan como medio para mantener el pH en un valor casi constante en una amplia variedad de aplicaciones químicas. Por ejemplo, la sangre del cuerpo humano es una solución tampón.
Cuando se añade un ácido fuerte (más H+) a una mezcla de equilibrio del ácido débil y su base conjugada, el equilibrio se desplaza hacia la izquierda, de acuerdo con el principio de Le Chatelier. Esto hace que la concentración de iones de hidrógeno (H+) aumente en una cantidad inferior a la esperada para la cantidad de ácido fuerte añadida. Del mismo modo, si se añade una base fuerte a la mezcla, la concentración de iones de hidrógeno disminuye menos de lo esperado para la cantidad de base añadida. Esto se debe a que la reacción se desplaza hacia la derecha para compensar la pérdida de H+ en la reacción con la base.

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