SOLUCIONES AMORTIGUADORASBUFFERSOLUCIONES TAMPNOBJ: Definir concepto de Solucin Amortiguadora y verificar matemticamente el pH de una solucin Buffer.

Una solucin Reguladora, Buffer , Tampn o Amortiguadora es:

un sistema que tiende a mantener el pH casi constante cuando se agregan pequeas cantidades de cidos (H+) bases (OH-).

Una solucin amortiguadora reduce el impacto de los cambios drsticos de H+ y OH- .Se prepara con un CIDO DBIL y una SAL del mismo CIDO o empleando una BASE DBIL y una SAL de la misma BASE. La solucin amortiguadora contiene especies que van a reaccionar con los iones H+ y OH- agregados.

Componentes:

Buffer cido: Formado por un cido dbil y su sal.Ejemplo: CH3COOH/CH3COONa

Buffer bsico: Formado por una base dbily su sal.Ejemplo:NH3/NH4Cl

*Variacin del pH al aadir pequeas cantidades de NaOH o HCl

Funcin e Importancia Biolgica:

En los organismos vivos, las clulas deben mantener un pH casi constante para la accin enzimtica y metablica.

Los fluidos intracelulares y extracelulares contienen pares conjugados cido-base que actan comobuffer.

Buffer Intracelular ms importante:

H2PO4- / HPO4-2

Buffer Sanguneo ms importante:

H2CO3 / HCO3-

Otros sistemas que ayudan a mantener el pH sanguneo son:H2PO4- / HPO4-2Protenascidos NucleicosCoenzimasMetabolitos intermediariosAlgunos poseen grupos funcionales que soncidos o bases dbiles, por consiguiente, ejercen influencia en el pH intracelular y ste afecta la estructura y el comportamiento de tales molculas.

Tabla de soluciones reguladoras

cido dbil FrmulaBase conjugadaFrmulaRango de pHcido acticoCH3COOHacetatoCH3COO-3.6 - 5.8cido carbnicoH2CO3bicarbonatoHCO3-5.4 - 7.4cido frmicoHCOOHformiatoHCOO-2.7 - 4.7cido fluorhdricoHFfluoruroF-2.2 - 4.2Base dbilFrmulacido conjugadoFrmulaRango de pHAmonacoNH3amonioNH4+8.2 - 10.2CarbonatoCO3-2bicarbonatoHCO3-9.3 - 11.3FosfatoPO4-3fosfato hidrogenadoHPO4-211.6 - 13.6

El pH sanguneo

7.35 -7.45

pH sanguneo

7.35 -7.45AcidosispH debajo de 7.35AlcalosispHarriba de 7.45

Tipos de Acidosis:

RespiratoriayMetablica

Al aumentar la concentracin de CO2 disminuye la concentracin de O2 y el pH disminuye por lo que hay acidosis, puede darse por respiracin dificultosa, enfisema o neumona.

La dificultad de respirar o un ambiente pobre en oxgeno, permite que se eleve la concentracin de [CO2] favoreciendo la formacin de cido carbnico, el cual se disocia en H+ y HCO3- de acuerdo a la siguiente reaccin:

CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3-

Tipos de Alcalosis:

RespiratoriayMetablica

RespiratoriaAl aumentar la concentracin O2 disminuye la concentracin de CO2 y el pH aumenta por lo que hay alcalosis, puede ser por hiperventilacin o respiracin rpida.

La hiperventilacin, generaAlcalosis porque el incremento de la [O2] hace bajar la [CO2] producindose menos H2CO3 y por consiguiente el pH sube.

Capacidad amortiguadora de un Buffer cido

Si se agrega un ACIDO FUERTE: Los iones H+ adicionales reaccionan con la SAL del CIDO DBIL en solucin y producen el CIDO DBIL

Buffer cido HCOOH/HCOO- Na+

HCOO- + H+ HCOOH

Al aumentar la [cido], disminuye la [sal]Ya que el equilibrio tiende a formar el cido.cido dbilBase conjugada (Sal)

Capacidad amortiguadora de un Buffer cido

Si se agrega una BASE FUERTE, los iones H+ presentes en solucin neutralizan a los iones OH- produciendo H2O .

Buffer cido HCOOH/HCOO- Na+

HCOOH + OH- HCOO- + H2O

Al aumentar la [sal], disminuye la [cido]Ya que el equilibrio se desplaza hacia la formacin de la base conjugada o sal.cido dbilBase conjugada (Sal)

La Ecuacin de Henderson Hasselbach

pH= pKa + Log [Sal] [Acido]

Donde: pKa = -log KaY para las bases:pOH= pKb + Log [Sal] [Base]

Donde: pKb = -log Kb

Procedimiento para calcular pH deSoluciones Buffer

[H+] = Ka [cido] [sal]

pH = -log [H+]

[OH-] = kb [base] [sal][H+] = 1 X 10-14 [OH]

1.Calcule el pH de una solucin Buffer formada por 0.25 moles de CH3COOH (cido actico) y 0.4 moles de CH3COONa (acetato de sodio) disueltos en 500 ml de solucin. Teniendo una Ka = 1.8 x 10-5

Tenemos:0.25 moles de CH3COOH0.40 moles de CH3COONa500 ml de solucinKa= 1.8 x 10-5

Calcular : [CH3COOH]= 0.25 moles= 0.5M 0.5 L[CH3COONa]=0.40 moles =0.8M 0.5L[H+]= Ka [cido] [sal][H+]= 1.8 x 10-5 [0.5M] = 1.125 x 10 -5 [0.8M]pH = -log 1.125 X 10-5 = 4.94

Con la ecuacin de Henderson-Hasselbach pH = pKa + log [sal] [cido]

pKa=-log KapKa = -log ( 1.8 x 10-5) = pKa =4.74pH= 4.74 + log (0.8M) (0.5M)pH= 4.74+0.20= 4.94

Cul ser el pH del buffer anterior si aadimos 0.03 moles NaOH

[NaOH]= 0.03 moles = 0.06 M0.5 L

CH3COOH + OH- CH3COO_ + H2O0.5 M 0.06M0.8M

0.5M-0.06M =0.44M de CH3COOH0.8M+0.06M=0.86M de CH3COO-

NUEVO pH

pH = pKa + log [sal] [cido]pKa=-log Ka

pKa = -log ( 1.8 x 10-5) = pKa =4.74

pH= 4.74 + log (0.86M) (0.44M)

pH= 4.74 + 0.29= 5.03

Cul ser el pH del buffer inicial si aadimos 0.02 moles HCl

[HCl]= 0.02 moles = 0.04 M0.5 L

CH3COONa + H+ CH3COOH + Na+0.8 M 0.04M0.5M

0.8M-0.04M =0.76M de CH3COO-0.5M+0.04M=0.54M de CH3COOH

NUEVO pH

pH = pKa + log [sal] [cido]pKa=-log Ka

pKa = -log ( 1.8 x 10-5) = pKa =4.74

pH= 4.74 + log (0.76M) (0.54M)

pH= 4.74 + 0.14= 4.88

Tenemos:0.2 moles de CH3NH20.3 moles de CH3NH3Cl1 Lt de solucinKb= 4.4 x 10-4[OH-]= Kb [base] [sal][OH-]= 4.4 x 10-4 [0.2M] = 2.93 x 10 -4 [0.3M]pOH = -log 2.93 X 10-4 = 3.53Recordar: pH+ pOH= 14pH= 14 - 3.53= 10.47

Con la ecuacin de Henderson-Hasselbach pOH = pKb + log [sal] [base]

pKb=-log KbpKb = -log ( 4.4 x 10-4) = pKb =3.36pOH= 3.36 + log (0.3M) (0.2M)pOH= 3.36 + 0.176= 3.53

pH = 14 3.53 = 10.47