Soluciones Amortiguadoras

SOLUCIONES BUFFER O AMORTIGUADORAS

Cómo funciona un "Buffer"?.

En lo que podemos denominar "química del acuario" buffer es una o varias sustancias químicas que afectan la concentración de los iones de hidrógeno (o hidrogeniones) en el agua. Siendo que pH no significa otra cosa que potencial de hidrogeniones (o peso de hidrógeno), un "buffer" (o "amortiguador") lo que hace es regular el pH.

Cuando un "buffer" es adicionado al agua, el primer cambio que se produce es que el pH del agua se vuelve constante.

De esta manera, ácidos o bases (álcalis = bases) adicionales no podrán tener efecto alguno sobre el agua, ya que esta siempre se estabilizará de inmediato.

¿Qué clase de sustancias químicas son "Buffer"?.

En general, los buffer consisten en sales hidrolíticamente activas que se disuelven en el agua. Los iones de estas sales se combinan con ácidos y álcalis. Estas sales hidrolíticamente activas son los productos que resultan de la reacción entre los ácidos débiles y los álcalis fuertes como el carbonato de calcio (a partir del ácido carbónico e hidróxido de calcio) o entre ácidos fuertes y álcalis débiles como el cloruro de amonio [a partir del ácido clorhídrico e hidróxido de amonio]).

¿Cómo reaccionan estas sales?

Cuando un ácido débil o base débil se combina con su correspondiente sal hidrolítica en una solución de agua, se forma un sistema amortiguador denominado "buffer".

No siempre un sistema buffer es apropiado para un acuario porque los iones de algunas sales hidrolíticas pueden dañar a los peces y/o plantas acuáticas.

Por otra parte, cada sistema buffer tiene su propio rango efectivo de pH, algunos de los cuales no son adecuados para acuarios.

Un sistema buffer natural se forma en la mayoría de los acuarios por la interacción del dióxido de carbono CO2 producido por el metabolismo normal de los peces, con el carbonato de calcio (CaCO3) presente en la mayoría de las aguas de acuarios. En estos casos la primera reacción química que se produce es la de generar un sistema buffer, tal como vemos seguidamente:

CO2 + H2O 4 H2CO3

_____Dióxido de carbono_________agua ______ Ácido Carbónico_____

H2CO3 → 2H+ + CO3

└ Sin disociarse (insoluble) Disociado (soluble) ┘

→ ÁCIDO CARBÓNICO→

El ácido carbónico es un ácido débil. Por lo tanto, el balance de la disociación es desplazado fuertemente en el lado izquierdo de la ecuación; sólo una de algunas moléculas están disueltas o disociadas.

La reacción entre el ácido carbónico (H2CO3) y el casi insoluble carbonato de calcio (CaCO3) da lugar a la formación de productos relativamente solubles como el bicarbonato de calcio [Ca(HCO3)2: H2CO3 + CaCO3→Ca (HCO3) 2→Ca(HCO3)2→Ca++ + 2HCO3-]

Junto a la forma no disociada de ácido carbónico con iones de hidrógeno (H+) los iones bicarbonato (HCO3-) pueden estar disponibles para evitar cualquier incremento en los iones de hidrógeno, bloqueando la acidificación.

Esto, desde luego, sucede solamente mientras están libres los iones bicarbonato disponibles. De otro modo, puede ser logrado a partir del carbonato de calcio ((CaCO3) y bicarbonato de calcio (Ca(HCO)3)2 en el agua.

Este sistema buffer, además, neutraliza los iones hidróxilo (H-) y así puede prevenir la alcalinización.

Los iones hidróxilo están convertidos por la reacción dentro del agua en iones bicarbonato y en carbonato de calcio precipitados de esta forma:

Ca (HCO3)2 + OH- → CaCO3 → + HCO3- +H2O

Este precipitado aparece, además, como consecuencia de que las plantas del acuario consumen dióxido carbónico y sube el pH.

Suficiente dureza carbonática hace que el buffer prevenga este aumento del pH, ya que cuanto más se eleve la dureza carbonática en el acuario, más constante será el valor del pH.

Esto no nos debe hacer pensar que la dureza carbonática es indispensable en el acuario para prevenir grandes fluctuaciones en el pH (y las consecuencias de dichas oscilaciones sobre peces y plantas).

Mientras el sistema buffer esté trabajando normalmente, envolverá los ácidos húmicos de la turba o los extractos de turba, como asimismo los fosfatos de los fertilizantes, lo cual puede transformarse en una dificultad, sobre todo si estos productos se deben adicionar después de un buffer. Por lo tanto en caso de ser necesarios en un acuario, deberán colocarse antes que se tampone el pH mediante un buffer.

Sea como fuera, la mejor manera de controlar un acuario es la observación permanente, la acumulación de experiencia y la esmerada lectura de notas y textos científicos de acuarismo.

Hay que tener presente que todos los buffer no son iguales. Los hay para mantener el pH por encima de 7 o por debajo de 7. Si partimos de un agua con un pH determinado, podemos utilizar un buffer como el que damos a continuación para que dicho pH se mantenga estable.

Si es necesario modificarlo, debe hacerse antes de agregar la solución buffer, utilizando algún preparado comercial o los que sugerimos en otras notas de El Acuarista.®

Escala de pH.

ácido 0__|__|__|__|__|__|__|__|__|__|__|__|__|__14 alcalino

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

neutro

Qué es el pH?

Es difícil explicar de forma extremadamente simple qué es el pH del agua. Para quien se interese trataremos de hacerlo de la forma más sencilla posible.

En cualquier forma que se presente el agua además demoléculas (de H20), siempre habrá iones libres de Hidrógeno. El peso de esos iones en su conjunto determinan el valor pH. Esos iones libres pueden ser negativos de radical hidroxilo (HO-)(aniones) o positivos de Hidrógeno (H+) (cationes). De éstos dos grupos de iones libres los H+ son los que determinan la acidez. El grado de acidez se determina por el peso de los mismos (en gramos) por litro de agua.

Cada ión de Hidrógeno se acopla a una molécula de agua. De ese modo una molécula con un ión agregado deja de ser H2O y pasa a ser H3O+. Es así que se forma un ión hidrónio. Un agua neutra contiene igual peso de iones hidróxilo (HO-) que de Hidrógeno(H+). Mediante cuidadosas mediciones se pudo establecer que en un litro de agua neutra existen 1/107 gramos de cada tipo de ión. Esto significa que existe una molécula de agua disociada en sus iones componentes (H+ y HO-) cada diez millones de moléculas de agua. En la relación logarítmica entre 1/102 y 1/103(pH 2 y pH 3 respectivamente) pH 2 representa una concentración de un centésimo (1/102) y pH 3 representa una concentración de un milésimo 1/103 (o sea 10 veces menor). Esta escala llevada a un pH muy extremo convertirá el agua en un medio corrosivo (con extrema acidez) o cáustico (con extrema alcalinidad). La importancia que esto tiene en un acuario, en el cual los valores pH deben mantenerse dentro de ciertos parámetros, se pone en evidencia. Un punto de pH significa una concentración diez veces mayor o menor que la anterior o posterior que en algunos casos puede significar una concentración de un millonésimo = 1/106 (pH 6), un diez millonésimos 1/107 (pH 7) o un cien millonésimos 1/108 (pH 8).Son simplemente dos puntos de pH pero la concentración es sustancialmente diferente.

Fórmula de buffer estándar

Los productos que utilizaremos se adquieren en droguerías científicas y ocasionalmente en farmacias donde elaboran recetas magistrales. Estos productos son:

Fosfato alcalino de sodio (Na2HPO4)

Bifosfato ácido de sodio (NaH2PO4)

Preparación

Lo primero que tenemos que saber es el pH deseado. Según el pH deseado mezclaremos los dos componentes en la proporción indicada en la tabla. No importa el pH del agua de partida, pero facilitará las cosas si está cercano a 7.

Lo ideal sería preparar una solución de 100 grs. del producto en un litro de agua (solución al 10%). Obviamente cada producto en un envase diferente y bien identificado.

Luego sabremos que cada 10 ml. (10 cm3) del líquido representará un gramo del producto, dosis que se debe emplear por cada 50 litros de agua.

POR CADA 50 LITROS

Fosfato alcalino de sodio Bifosfato ácido de sodio pH

10% (1 cm3) 90% (9 cm3) 5,9

20% (2 cm3) 80% (8 cm3) 6,2

30% (3 cm3) 70% (7 cm3) 6,5

40% (4 cm3) 60% (6 cm3) 6,6

50% (5 cm3) 50% (5 cm3) 6,8

60% (6 cm3) 40% (4 cm3) 7,0

70% (7 cm3) 30% (3 cm3) 7,2

80% (8 cm3) 20% (2 cm3) 7,4

90% (9 cm3) 10% (1 cm3) 7,6

Si deseas utilizar la droga sin diluir previamente, reemplaza por gramos la cantidad indicada en la tabla en cm3 y utiliza 1 gramo de la mezcla por cada 50 litros de agua. Tanto diluido como en polvo, éstas sustancias se degradan por acción del calor y la luz. Guárdalas en lugar fresco y oscuro. En caso de utilizar los productos en polvo, no deben disolverse directamente en el acuario. Disolverlos completamente en un recipiente de plástico y luego agregarlo poco a poco.

Un tampón o buffer es una o varias sustancias químicas que afectan a la concentración de los iones de hidrógeno (o hidronios) en el agua. Siendo que pH no significa otra cosa que potencial de hidrogeniones (o peso de hidrógeno), un "buffer" (o "amortiguador") lo que hace es regular el pH.

Cuando un "buffer"

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