10b soluciones reguladoras buffer

8/14/2019 10B Soluciones reguladoras Buffer

1/13

RELACIN ENTRE Ka Y Kb EN UN PAR CIDO BASE CONJUGADOLic. Lidia Iigo

Si planteamos la ecuacin que representa la reaccin de un cido dbil con el agua y suconstante de acidez:

HA + H2O A + H3O

+ [A] . [H3O+]

Ka =[HA]

Y hacemos lo mismo para su base conjugada:

A + H2O HA + OH [HA] . [OH]

Kb =[A]

Si ahora multiplicamos Kax Kb, tanto [A] como [HA] se simplifican y queda:

[A] . [H3O+] [HA] . [OH]

Ka. Kb = . = [H3O+] . [OH] = KW[HA] [A]

Por lo tanto, el producto de Ka . Kb en un par cido base conjugado es igual a laconstante del producto inico del agua, son inversamente proporcionales. Como KW es una

constante, eso indica que cuanto mayor es Ka, menor ser Kb. Cuanto ms fuerte es el cido, msdbil es su base conjugada y viceversa.

Aplicando menos el logaritmo decimal en ambos trminos de la ecuacin:

KW = Ka . Kb

log KW = log Ka + (log Kb)

pKW = pKa + pKb

Esta ecuacin en su forma original da la relacin entre la constante de acidez de un cidodbil y la constante de basicidad de su base conjugada. Utilizndola es muy fcil obtener el valor

de una conociendo el de la otra. La ecuacin en la forma logartmica da la relacin entre pKa y

pKb, a temperatura ambiente su suma es 14. Conociendo uno inmediatamente se puede conocerel otro.


2/13

Si pensamos en el caso de un cido o una base fuertes, que se disocian totalmente,tendran una constante de acidez o basicidad infinitamente grande. Eso implica que su conjugadono acta como cido (o como base) frente al agua, es tan dbil que no es.

El conjugado de un cido fuerte o una base fuerte es neutro.

Por ejemplo:HCl + H2O Cl + H3O+

NaOH + H2O Na+ + OH

El que sera la base conjugada del cido clorhdrico, el in cloruro, en realidad es neutro yno acta como base frente al agua. De la misma forma el que sera el cido conjugado de la basehidrxido de sodio, el catin sodio, no acta como cido frente al agua.

Reaccin cida o bsica en soluciones de sales.

Las sales son compuestos inicos que en agua se disocian totalmente en sus respectivosiones. Se forman por la neutralizacin de un cido con una base. Dependiendo de si el cido o labase de la cual provienen son dbiles o fuertes el in reaccionar como cido o base frente alagua o ser neutro. Si la sal viene de un cido dbil y una base fuerte, por ejemplo el acetato desodio, ocurrirn las siguientes reacciones:

NaAc Na+ + Ac Ac + H2O HAc + OH

El in acetato (Ac) es la base conjugada del cido actico, que es un cido dbil. Dichoin actuar frente al agua como una base dbil. El in sodio es el conjugado de la base hidrxidode sodio, que es una base fuerte. El in sodio no acta como cido frente al agua, es neutro yqueda en solucin sin reaccionar.

La solucin de una sal proveniente de un cido dbil y una base fuerte ser bsica.

Se producen iones hidrxido, ya que lo que est reaccionando con el agua es la baseconjugada del cido dbil. Es equivalente a tener una solucin de la base dbil (Ac ennuestro ejemplo).

De manera similar en una solucin de una sal que viene de un cido fuerte y una basedbil, por ejemplo cloruro de amonio ocurrirn las siguientes reacciones:

NH4Cl NH4+ + Cl NH4+ + H2O NH3 + H3O+

El in amonio (NH4+), es el cido conjugado de la base dbil amonaco, y por lo tanto

actuar como cido dbil frente al agua. El in cloruro (Cl) es el conjugado del cido clorhdrico,que es un cido fuerte, y por lo tanto no acta como base frente al agua, es neutro.


3/13

La solucin de una sal proveniente de un cido fuerte y una base dbil ser cida.

Se producen iones hidronio, ya que lo que est reaccionando con el agua es el cidoconjugado de la base dbil. Es equivalente a tener una solucin del cido dbil (NH4+ en

nuestro ejemplo).

Si la sal proviene de un cido y una base fuertes, la solucin ser neutra.

Los iones son neutros y no reaccionan con el agua. Solo se produce la disociacin de lasal en sus respectivos iones. Es el caso del cloruro de sodio

NaCl Na

+

+ Cl

Si la sal proviene de un cido y una base dbiles, los dos iones reaccionarn con el agua,uno como base y el otro como cido. En ese caso el que la solucin sea cida, bsica o neutradepender de la fuerza de dichos iones como cido o base. Este caso no se analizar en estecurso.

Indic que reaccin (cida, bsica o neutra) tendrn en agua las siguientes sales.

Escrib la ecuacin de disociacin en agua y la correspondiente reaccin cido base

cuando corresponda.

a) NaClO (lavandina) b) Ca(Br)2 c) Mg(CN)2 d) ClC2H5NH3 e) KNO3 f) Na2S

1


4/13

SOLUCIONES REGULADORAS (BUFFERS)Lic. Lidia Iigo

Una solucin reguladora del pH o buffer es una solucin que tiene la capacidad de

amortiguar o minimizar los cambios de pH.

Pequeas cantidades de iones H3O+ OH que agregadas al agua o a una solucin que notenga poder regulador haran variar el pH en varias unidades, al ser agregadas a un bufferproducen un cambio de pH que es mnimo o inapreciable.

La regulacin del pH es muy importante no slo cuando se hacen en el laboratorio

reacciones en las cuales el cambio en el pH puede afectar la reaccin, sino en todas lasreacciones que ocurren en los organismos vivos. Las reacciones biolgicas estn catalizadas(aceleradas) por enzimas, que son protenas. Las enzimas no solamente pueden destruirse(desnaturalizarse) con cambios bruscos de pH, sino que tienen un rango de pH ptimo para sutrabajo. Cuando se trabaja en el laboratorio con reacciones enzimticas es necesario regular elpH. De la misma manera en los organismos vivos el pH est regulado.

Como ejemplo en nuestro organismo podemos citar la sangre. El pH normal del plasma dela sangre, medido a temperatura ambiente, es aproximadamente 7,40. Valores de pH menores de7,30 o mayores de 7,50 pueden provocar la muerte. Como consecuencia de esto existen en lasangre varios sistemas que actan como reguladores, de los cuales los ms importantes son lospares H2CO3 / HCO3

y H2PO4 / HPO4

2 adems de las protenas, entre las cuales en la sangre la

principal es la hemoglobina. Adems tambin existen en la sangre reguladores fisiolgicos del pH.

Para comprender como se forma una solucin buffer veamos que ocurre si colocamos enla misma solucin un cido dbil y su base conjugada. Al hacer esto estarn ocurriendosimultneamente las dos reacciones reversibles, y los dos equilibrios se influirn mutuamente,cada uno afecta al otro.

HA + H2O A + H3O

+ A + H2O HA + OH

Ci (M) Ca exc. 0 0 Cb exc. 0 0

Ceq (M) Ca xa xa xa Cb xb xb xb

Recordemos que la x es despreciable con respecto a la concentracin inicial cuando la

concentracin inicial es grande, o cuando el cido o la base se disocian poco (Ka o Kb chicas). En

este caso, si tenemos concentraciones razonablemente grandes de Cay Cb es mucho ms vlidoel despreciar xa y xb. El equilibrio del cido se ver afectado por una gran concentracin de A

(Cb)con lo cual el cido se inonizar menos y a su vez el equilibrio de su base conjugada se ver

afectado por una gran concentracin del cido (Ca) y el estado de equilibrio estar desplazado

hacia la formacin de reactivos.


5/13

Por lo expresado en el prrafo anterior la concentracin del cido en el equilibrio ser Ca y

la concentracin de la base conjugada en el equilibrio ser Cb. Si planteamos la constante deionizacin del cido queda:

[A] . [H3O+] Cb . [H3O

+] Ka . Ca

Ka = = [H3O+] =

[HA] Ca Cb

Aplicando menos el logaritmo en ambos trminos para que quede PH:

log [H3O+] = log Ka + (log Ca / Cb )

Siendo: log Ca / Cb = log Cb / Ca queda:

pH = pKa + log Cb / Ca

Esta ecuacin se conoce como ecuacin de Henderson Hasselbalch o ecuacinbuffer. Una solucin con estas caractersticas tendr la capacidad de regular el pH. Ante elagregado de iones hidronio, stos se neutralizarn con la base A, su concentracin en elequilibrio disminuir algo, y aumentar en la misma cantidad la concentracin en el equilibrio deel cido HA, pero al ir a la ecuacin de Henderson este efecto queda minimizado por el logaritmoy el pH vara en forma mnima o inapreciable. Lo mismo sucede ante el agregado de ioneshidrxido, stos se neutralizarn con el cido HA, su concentracin en el equilibrio disminuiralgo, y aumentar algo la concentracin en el equilibrio de la base A.

Podemos poner lo expresado en ecuaciones que nos indican cmo acta unasolucin reguladora para amortiguar el cambio de pH ante el agregado de un cidofuerte o una base fuerte. Debemos recordar que un cido o una base fuertes se disociantotalmente y por lo tanto el agregado de una determinada concentracin molar de un cidomonoprtico es equivalente al agregado de la misma concentracin molar de iones hidronio y elagregado de una determinada concentracin molar de un hidroxido de un metal alcalino esequivalente al agregado de la misma concentracin molar de iones hidrxido.

Si tenemos el buffer formado por el cido dbil HA y su base conjugada A, y agregamosuna pequea cantidad de moles de un cido fuerte monoprtico (la misma de moles de iones

hidronio) se produce:

A + H3O+ HA + H2O

La base dbil A neutraliza los iones hidronio y forma agua. Como la cantidad de ioneshidronio agregada es pequea y la cantidad de A es grande el estado de equilibrio est casitotalmente desplazado hacia los productos y por lo tanto puede considerarse como unareaccin completa.

Si agregamos una pequea cantidad de base fuerte (equivalente a agregar iones

hidrxido) se produce:


6/13

HA + OH A + H2O

El cido dbil HA neutraliza los iones hidrxido y forma agua. Por igual razn que en el

caso anterior tambin puede considerarse como reaccin completa.

El buffer acta neutralizando los agregados de iones hidronio o hidrxido y

formando agua, con lo cual minimiza el cambio de pH de la solucin. Esta es la accin

reguladora de un buffer.

Para poder tener una solucin buffer partimos de una solucin que contiene un cido yuna base dbiles conjugados. Esta es la primera condicin para que la solucin tenga poderregulador. El buffer se puede formar poniendo un cido dbil y su base conjugada como sal del

cido dbil con una base fuerte, por ejemplo cido actico y acetato de sodio; o poniendo unabase dbil y su cido conjugado como sal de la base dbil con un cido fuerte, por ejemplo

amonaco y cloruro de amonio (record lo explicado en el tema anterior, relacin entre Kay Kb enun par cido base conjugado, con respecto a las sales).

La segunda condicin para que la solucin tenga buen poder regulador es que tanto elcido como su base conjugada estn en concentraciones grandes. No solamente para que sea

vlido el desprecio de las x sino porque Cay Cb son la reserva del buffer para neutralizar elagregado de cido o base. Si el buffer es muy diluido soportar menos agregado de iones H3O

+ OH y en el caso extremo de que este agregado consuma totalmente al cido o su baseconjugada el buffer se destruye y la solucin pierde por completo su capacidad reguladora. En los

buffers de uso ms frecuente Cay Cb se hallan entre 0,05 M y 1,00 M. Dentro de este rango esvlido utilizar la ecuacin de Henderson.

Queda una tercera condicin, experimentalmente puede concluirse que cuanto menor sea

la diferencia entre Cay Cb, es decir, cuanto ms cercana a 1 sea la relacin C b / Ca, mejor es elpoder regulador del buffer. Si 0,1 < Cb / Ca < 10, o sea que una no es ms de 10 veces mayorque la otra, el sistema tiene una capacidad reguladora aceptable. Matemticamente, si se cumple

esta condicin el pH no puede variar en ms de una unidad con respecto al pKa del cido dbilque forma el buffer.

Utilizando la ecuacin de Henderson:


Si Cb / Ca = 0,1 como log 0,1 = 1 pH = pKa 1

Si Cb / Ca = 1 como log 1 = 0 pH = pKa

Si Cb / Ca = 10 como log 10 = 1 pH = pKa + 1

Resumiendo: deben cumplirse estas tres condiciones para que una solucin tenga buenpoder regulador, si alguna de estas tres condiciones no se cumple la capacidad reguladora de lasolucin se ver disminuida o ser nula.


7/13

Las tres condiciones para que una solucin tenga buen poder regulador son:1) La solucin debe contenerun cido dbil y su basedbilconjugada.

2) Ca y Cb deben ser suficientemente grandes, usualmente entre 0,05 M y 1,00 M.3) La relacin Cb / Ca debe estarentre 0,1 y 10

Verificando si se cumplen estas condiciones se puede saber si una determinada solucintendr buen poder regulador (si es un buffer) o no. Esto es lo que se pide en el problemasiguiente, donde se pide determinar si las soluciones indicadas tienen poder regulador del pH.Trat de resolver los ejemplos dados.

Dadas las siguientes soluciones, indicar cul o cuales tienen buen comportamiento

regulador. Explicar en cada caso el por qu (justificar).

a) Solucin 0,200 M de un cido dbil. b) Solucin 0,500 M de una base dbil.

c) Un litro de solucin que contiene 0,50 mol de NH4I a la que se le agregan

0,50 mol de NaOH.

d) Un litro de solucin que contiene 0,50 mol de NH4I a la que se le agregan

0,25 mol de NaOH.

e) Solucin 0,200 M en K3PO4 y 0,250 M en K2HPO4.

Del ejercicio anterior (item d) se puede deducir que el buffer no solamente puedeformarse en la prctica mezclando un cido dbil y su sal de una base fuerte, o mezclando unabase dbil y su sal de un cido fuerte como se explic antes. El buffer tambin puede formarseponiendo un cido dbil y neutralizando parte (de manera que quede una relacin Cb / Ca

correcta) con una base fuerte, ya que al hacerlo se formar su base conjugada; o poniendo unabase dbil y neutralizando parte con un cido fuerte, ya que al hacerlo se formar su cidoconjugado.

Una vez que sabemos que la solucin es un buffer, calcular su pH conociendo Ka ( Kb) ylas concentraciones Ca y Cb es muy sencillo ya que simplemente utilizamos la ecuacin deHenderson, que es vlida si se cumplen las condiciones para tener buen poder regulador. Lonico importante es saber identificar quin es el cido y quin es la base , para colocarcorrectamente Ca y Cb en la ecuacin de Henderson.

Esta ecuacin tiene cuatro variables. Otra opcin sera calcular Ka ( Kb) teniendo comodatos Ca, Cb y el pH; lo cual se hace con un simple despeje. Tambin se puede calcular Ca Cb

teniendo como datos la restante, pH y Ka; o las relaciones Cb / Ca Ca / Cb conociendo comodatos pH y Ka ( Kb). En estos dos ltimos casos es comn que los alumnos tengan dificultad endespejar correctamente.

Despej las relaciones Cb / Ca y Ca / Cb de la ecuacin de Henderson.

Qu sucede con el pH de un buffer cuando ste se diluye? Afecta la dilucin la

capacidad reguladora del buffer?

2

3

4


8/13

Si a un buffer se le agrega una base o un cido fuertes que se encuentran en solucin elvolumen de la solucin cambia y hay una dilucin. Siempre que las concentraciones del buffer semantengan en el rango adecuado se puede utilizar la ecuacin de Henderson y como el pH de unbuffer no cambia al diluir, es mucho ms prctico trabajar en moles.

Tomemos un problema como ejemplo en donde se aplican todos los conocimientos que

acabamos de explicar sobre soluciones reguladoras.

Se mezclan 100 cm3 de una solucin 0,300 M de HNO2 con 200 cm3 de una

solucin 0,200 M de NaNO2 para formar un buffer. Dato: pKa (HNO2) = 3,29. Al bufferobtenido se le agregan 20,0 cm3 de solucin de HCl 1,00 102 M.

1) Calcular la variacin de pH que se produjo al agregar la sc. de HCl.2) Calcular la variacin de pH si la sc. de HCl, en lugar de agregarla al buffer, se

agrega al mismo volumen de agua.

Como los volmenes son aditivos al mezclar 100 cm3 de la solucin del cido con 200 cm3

de la solucin de la sal se obtendrn 300 cm3 de sc. buffer.

Para calcular la variacin de pH debemos calcular primero el pH inicial que tiene el buffer yluego el pH final, una vez agregada la sc. de HCl.Calculamos primero la cantidad de moles que agregamos de cada uno:

1000 cm3 de sc. 0,300 mol de HNO2100 cm3 de sc. . 0,0300 mol de HNO2

1000 cm3 de sc. 0,200 mol de NO2

200 cm3 de sc. . 0,0400 mol de NO2

Estos moles estn en el volumen final de 300 cm3 de sc. buffer. Podemos calcular laconcentracin molar de cada uno, pero como el volumen es el mismo, si dejamos expresada laconcentracin molar como los moles dividido el volumen en dm 3 en la ecuacin de Hendersondicho volumen se simplifica y podemos calcular el pH con los moles.

pHi = pKa + log Cb / Ca

0,04 mol / 0,300 dm3

pHi = 3,29 + log = 3,29 + log 1,3333 = 3,29 + 0,125

0,03 mol / 0,300 dm3

pHi = 3,415

Calculamos la cantidad de moles de HCl agregados:

1000 cm3 de sc. 0,01 mol de HCl20,0 cm3 de sc. 2,00 104mol de HCl


9/13

Al agregar la sc. de HCl el volumen total pasa a ser de 320 cm 3 de sc. Teniendo en cuentaque la dilucin es la misma tanto para el cido como para su base conjugada es ms practicotrabajar en moles. Al agregar el cido fuerte HCl se est agregando la misma cantidad de molesde iones hidronio y estos reaccionan con la base que los neutraliza.

HCl + H2 O Cl + H3O

+

NO2 + H3 O

+ HNO2 + H2 O

moles iniciales 0,04 2, 10 4 0,03

moles finales 0,04 2, 10 4 0 0,03 + 2, 10 4

moles finales 0,0398 0,0302

La cantidad de moles de la base disminuye en la cantidad de moles de iones hidronioagregados y la cantidad de moles del cido aumenta en la misma cantidad. Lo mismo sucedera si

en lugar de hacer el planteo en moles lo hacemos en concentracin.

0,0398 mol / 0,320 dm3

pHf = 3,29 + log = 3,29 + log 1,3179 = 3,29 + 0,120

0,0302 mol / 0,320 dm3

pHf = 3,410

pH = pHf pHi = 3,410 3,415 = 0,005 pH = 0,005

Para contestar la segunda pregunta sabemos que el pH inicial, que es el del agua, es 7. Enlos 20 cm3 de sc de HCl calculamos que hay 2,00 104 mol de HCl. Al agregarlos a 300 cm3 deagua esos moles quedarn en un volumen final de 320 cm3.

320 cm3 de sc. 2,00 104mol de HCl1000 cm3 de sc. 6,25 104mol de HCl

La concentracin molar del cido clorhdrico ser por lo tanto 6,25 104 M, y al ser un cido

fuerte la concentracin de iones hidronio ser la misma, por lo tanto:

pHf = log [H3 O+ ] = log 6,25 104 = 3,20

pH = pHf pHi = 3,20 7,00 pH = 3,80

En este ejemplo podemos apreciar el poder regulador del buffer. La misma cantidad deiones hidronio que agregada al agua hace descender el pH en 3,80 unidades cuando se agrega albuffer el pH slo desciende en 5 milsimas de unidad, que es prcticamente indetectable.


10/13

SELECCIN DEL SISTEMA BUFFER MS ADECUADO.

Al explicar las condiciones que debe cumplir una solucin para tener poder regulador se

dijo que si 0,1 < Cb / Ca < 10, el pH no puede variar en ms de una unidad con respecto al pKadel cido dbil que forma el buffer. Por lo tanto podemos afirmar que:

Un buffer va a regular en el rango de pH comprendido entre pKa 1 y pKa + 1.

Determin en que rango de pH actuarn como buffers las siguientes soluciones,considerando concentraciones adecuadas: a) HF / NaF ( pKa = 3,20 )

b) HBrO / KBrO ( pKa = 8,60 ) c) cido actico / acetato de sodio ( pKa = 4,74 )

Si formulamos la pregunta al revs; es decir, si queremos regular el pH en un determinado

valor qu buffer debemos elegir? Todo buffer cuyo pKa del cido est en el rango de ms menosuna unidad con respecto al pH al cual se quiere regular puede servir. Por ejemplo, si se quiere

regular el pH en 7,00, no servir un buffer cuyo pKa sea 8,60 5,50, pero s cualquier buffer cuyo

pKa est entre 6,00 y 8,00. Pero las preguntas que surgen son: todos sern iguales? cul sermejor? Debido a que el poder regulador del buffer es mejor cuanto ms cercana a 1 sea la

relacin Cb / Ca, y que cuando dicha relacin es igual a 1 pH es igual a pKa, cunto ms cercano

est el pKa al pH al cual se quiere regular, mejor ser el buffer para regular a ese pH.

Cul de los siguientes buffers, en las concentraciones adecuadas, elegira para regular

el pH en 7,00? a) H2PO4 / HPO4

2 pKa = 7,21 b) HBrO / KBrO pKa = 8,60

c) H2S / HS pKa = 7,04 d) H2CO3 / NaHCO3 pKa = 6,35

e) cido actico / acetato de sodio pKa = 4,85

5

6


11/13

Respuestas

a) bsica NaClO Na+ + ClO ClO + H2O HClO + OH

b) neutra Ca(Br)2 Ca2+ + 2 Br

c) bsica Mg(CN)2 Mg2+ + 2 CN CN + H2O HCN + OH

d) cida ClC2H5NH3 Cl + C2H5NH3+C2H5NH3

+ + H2O C2H5NH2 + H3O+

e) neutra KNO3 K+ + NO3

f) bsica Na2S 2 Na+ + S2 S2 + H2O HS + OH

a) Al tener una solucin de un cido dbil, debido a que la reaccin con el agua esreversible, se forma su base conjugada. Existe en solucin el par formado por el cido dbil y subase conjugada, con lo cual la primera condicin se cumple. Pero si bien la concentracin delcido es suficientemente grande, la concentracin de la base conjugada que se forme ser muychica. La concentracin de la base conjugada no estar entre 0,05 M y 1,00 M, con lo cual lasegunda condicin no se cumple. Tampoco se cumple la tercera condicin, ya que laconcentracin de la base ser ms de 10 veces menor que la del cido. No tiene poderregulador, no es un buffer.

b) Es la misma situacin que en el caso a), Lo que pueda formarse del cido conjugadopor reaccin con el agua ser muy poco. No se cumplen ni la segunda ni la tercera condicin. No

tiene poder regulador, no es un buffer.

c) El ioduro de amonio es una sal que viene de un cido fuerte (HI) y una base dbil(amonaco). Por lo tanto el in ioduro es neutro y tenemos una solucin del cido dbil NH4

+. Si leagregamos NaOH, que al disociarse produce la misma cantidad de moles de iones hidrxido,dichos iones se neutralizarn y la reaccin de neutralizacin se considera completa.

NH4I NH4+ + Cl

NH4+ + OH NH3 + H2O

Ci (M) 0,50 0,50 0Cf (M) 0 0 0,50

1

2


12/13

Como los iones hidrxido y amonio estn en cantidades estequiomtricas, ambosreaccionarn completamente y queda una solucin de la base dbil amonaco. No tiene poderregulador, no es un buffer.

d) Es el mismo caso que el c) pero ahora los iones hidrxido y amonio no estn en

cantidades estequiomtricas, el primero es el reactivo limitante y por lo tanto quedar amonio sinreaccionar.

NH4I NH4+ + Cl

NH4+ + OH NH3 + H2OCi (M) 0,50 0,25 0Cf (M) 0,25 0 0,25

En este caso queda una solucin 0,25 M en in amonio y 0,25 M en amonaco, que son uncido dbil y su respectiva base conjugada. La segunda y tercer condicin tambin se cumplenpor lo tanto tiene poder regulador, es un buffer.

e) En este caso hay en la solucin dos sales provenientes del cido ortofosfrico, que esun cido dbil y del hidrxido de potasio que es una base fuerte. Su disociacin es la siguiente:

K3PO4 3 K+ + PO43

K2HPO4 2 K+ + HPO4

2

El in potasio es neutro y no acta como cido frente al agua. Los iones ortofosfato (PO43)y ortofosfato cido (HPO42) son un par cido base conjugado donde el primero es la base y elsegundo el cido. Estn en concentraciones suficientemente grandes y la relacin entre dichasconcentraciones est entre 0,1 y 10 por lo tanto tiene poder regulador, es un buffer.

pH = pKa + log Cb / Ca log Cb / Ca = pH pKa = n Cb / Ca = 10n

Como log Ca/ Cb = log Cb / Ca Ca/ Cb = 1 / 10n entonces Ca/ Cb = 10n

3


13/13

Si se diluye un buffer debemos tener en cuenta que se estn diluyendo simultneamente yen la misma proporcin el cido y la base que lo forman (C a y Cb), si aplicamos la ecuacin deHenderson se deduce que el pH no cambia. Por ejemplo si diluimos al medio (se aumenta elvolumen al doble) la concentracin disminuye a la mitad.


Cb / 2

al diluir: pH = pKa + log

Ca / 2

Como se puede apreciar el dos se simplifica y el pH no cambia su valor. Pero la dilucin sipuede afectar el poder regulador del buffer. Debe tenerse en cuenta que las concentraciones Ca yCb deben mantenerse entre 0,05 M y 1,00 M para que el buffer tenga un poder reguladoraceptable.

a) 2,20 4,20 b) 7,60 9,60 c) 3,74 5,74

Los casos b) y e) no sirven para regular el pH en 7 porque estn fuera del rango de pHentre 6 y 8. Los casos a) c) y d) pueden servir, pero el mejor es el c) ya que formando un buffer

cuyo pH sea 7 la relacin Cb / Ca ser la ms cercana a 1 y por lo tanto tendr el mejor poderregulador.

4

5

6

10b soluciones reguladoras buffer

Documents