Mantener un continuo de ph para el correcto desarrollo de las reacciones químicas y bioquímicas

3DISOLUCIONES AMORTIGUADORAS

Mantener el pH constante es vital para el correcto desarrollo de las reacciones químicas y bioquímicas que tienen lugar tanto en los seres vivos como, a nivel experimental, en el laboratorio. Los amortiguadores (también llamados disoluciones amortiguadoras, sistemas tampón o buffers) son aquellas disoluciones cuya concentración de protones apenas varía al añadir ácidos o bases fuertes (Figura inferior).

Cambio de pH tras añadir ácido/base al agua

Cambio de pH tras añadir ácido/base a una disolución amortiguadora

Los amortiguadores más sencillos están formados por mezclas binarias:

un ácido débil y una sal del mismo ácido con una base fuerte (por ejemplo, ácido acético y acetato sódico)

una base débil y la sal de esta base con un ácido fuerte (por ejemplo, amoníaco y cloruro amónico)

La concentración de protones del agua pura experimenta una elevación inmediata cuando se añade una mínima cantidad de un ácido cualquiera. A un litro de agua neutra (pH 7) basta añadirle 1 ml de HCl 10M para que el pH descienda 5 unidades. En cambio, si esta misma cantidad de ácido se añade a 1 litro de disolución amortiguadora formada por HAc/AcNa 1M, el pH desciende en una centésima, o sea, quinientas veces menos (Ver la tabla inferior).

Supongamos un amortiguador constituído por un ácido acético (ácido débil) y acetato sódico (sal de ácido débil y base fuerte). En este sistema:

1.- El ácido estará parcialmente disociado según la ecuación:

Aplicando la ley de acción de masas:

2.- El acetato sódico, como todas las sales está completamente disociado, y por lo tanto, el ión acetato (Ac-) procedente de esta sal desplazará el equilibrio de disociación del ácido hacia la izquierda, haciendo que disminuya la [H+].

3.- La presencia conjunta de la sal y el ácido hace decrecer la acidez libre, es decir, que el AcH apenas estará disociado y la [AcH] será la concentración inicial que hay en el sistema.

4.- Como el AcH apenas está disociado, la [Ac-] en el sistema será la concentración de sal que hay en el sistema.

MECANISMO DE LA ACCIÓN AMORTIGUADORA

Si a este sistema añadimos un ácido fuerte como el HCl, se produce un aumento instantáneo de la [H+], y el equilibrio se desplaza hacia la izquierda, formándose AcH hasta recuperarse prácticamente la [AcH] inicial. Además, los iones acetato procedentes de la sal se pueden combinar con los H+ procedentes del HCl para formar más AcH. La reacción podría representarse así:

En resumen, el

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