Definición de Tampón-Química y Biología

A tampón es una solución que contiene un ácido débil y su sal o una base débil y su sal, que es resistente a los cambios de pH. En otras palabras, un tampón es una solución acuosa de un ácido débil y su base conjugada o una base débil y su ácido conjugado. Un tampón también puede denominarse tampón de pH, tampón de iones de hidrógeno o solución tampón.

Los tampones se usan para mantener un pH estable en una solución, ya que pueden neutralizar pequeñas cantidades de ácido o base adicionales. Para una solución tampón dada, hay un intervalo de pH de trabajo y una cantidad establecida de ácido o base que se puede neutralizar antes de que cambie el pH. La cantidad de ácido o base que se puede añadir a un tampón antes de cambiar su pH se denomina capacidad tampón.

La ecuación de Henderson-Hasselbalch se puede usar para medir el pH aproximado de un tampón. Para utilizar la ecuación, se introduce la concentración inicial o concentración estequiométrica en lugar de la concentración de equilibrio.

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La forma general de una reacción química tampón es:

HA H H+ + A−

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Índice temático
  1. Ejemplos de Tampones
  2. Cómo Funcionan los Buffers
  3. Amortiguadores Universales
  4. Conclusiones Clave de Buffer
  5. Fuentes

Ejemplos de Tampones

Como se ha indicado, los tampones son útiles en intervalos de pH específicos. Por ejemplo, aquí está el rango de pH de los agentes tamponadores comunes:

Tampón pKa Rango de pH
ácido cítrico 3.13., 4.76, 6.40 2.1 a 7.4
ácido acético 4.8 de 3,8 a 5,8
KH2PO4 7.2 6.2 a 8.2
borato 9.24 de 8.25 a 10.25
CHES 9.3 de 8,3 a 10,3

Cuando se prepara una solución tampón, el pH de la solución se ajusta para que esté dentro del intervalo eficaz correcto. Típicamente, se añade un ácido fuerte, tal como ácido clorhídrico (HCl) para reducir el pH de los tampones ácidos. Se añade una base fuerte, tal como una solución de hidróxido de sodio (NaOH), para elevar el pH de los tampones alcalinos.

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Cómo Funcionan los Buffers

Para comprender cómo funciona un tampón, considere el ejemplo de una solución tampón preparada disolviendo acetato de sodio en ácido acético. El ácido acético es (como se puede ver por el nombre) un ácido: CH3COOH, mientras que el acetato de sodio se disocia en solución para producir la base conjugada, los iones acetato de CH3COO-. La ecuación para la reacción es:

CH3COOH (aq) + OH-(aq) CH CH3COO-(aq) + H2O (aq)

Si se agrega un ácido fuerte a esta solución, el ion acetato lo neutraliza:

CH3COO-(aq) + H+(aq) CH CH3COOH(aq)

Esto desplaza el equilibrio de la reacción tampón inicial, manteniendo el pH estable. Una base fuerte, por otro lado, reaccionaría con el ácido acético.

Amortiguadores Universales

La mayoría de los tampones funcionan en un intervalo de pH relativamente estrecho. Una excepción es el ácido cítrico porque tiene tres valores de pKa. Cuando un compuesto tiene múltiples valores de pKa, se dispone de un intervalo de pH mayor para un tampón. También es posible combinar tampones, siempre que sus valores de pKa sean cercanos (que difieran en 2 o menos) y ajustar el pH con una base o ácido fuerte para alcanzar el rango requerido. Por ejemplo, el tampón de McIvaine se prepara combinando mezclas de Na2PO4 y ácido cítrico. Dependiendo de la relación entre los compuestos, el tampón puede ser eficaz de pH 3,0 a 8,0. Una mezcla de ácido cítrico, ácido bórico, fosfato monopotásico y ácido dietil barbitúrico puede cubrir el rango de pH de 2.6 a 12.

Conclusiones Clave de Buffer

  • Un tampón es una solución acuosa que se usa para mantener el pH de una solución casi constante.
  • Un tampón consiste en un ácido débil y su base conjugada o una base débil y su ácido conjugado.
  • La capacidad tampón es la cantidad de ácido o base que se puede añadir antes de que cambie el pH de un tampón.
  • Un ejemplo de una solución tampón es el bicarbonato en la sangre, que mantiene el pH interno del cuerpo.

Fuentes

  • Butler, J. N. (1964). Equilibrio Iónico: Un Enfoque Matemático. Addison-Wesley. p. 151.
  • Carmody, Walter R. (1961). "Serie de tampones de amplio rango de fácil preparación". J. Chem. Educar. 38 (11): 559–560. doi: 10.1021 / ed038p559
  • Hulanicki, A. (1987). Reacciones de ácidos y bases en química analítica. Traducido por Masson, Mary R. Horwood. ISBN 0-85312-330-6.
  • Mendham, J.; Denny, R. C.; Barnes, J. D.; Thomas, M. (2000). "Apéndice 5". Libro de Texto de Vogel de Análisis Químico Cuantitativo (5ª ed.). Harlow: Pearson Educación. ISBN 0-582-22628-7.
  • Escorpio, R. (2000). Fundamentos de Ácidos, Bases, Tampones y Su Aplicación a Sistemas Bioquímicos. ISBN 0-7872-7374-0.

Analista de Laboratorio

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