Cómo calcular la capacidad del búfer

Los tampones que se utilizan normalmente consisten en un ácido débil y su base conjugada o una base débil y su ácido conjugado.

Solución tampón - Ejemplos

1. HCO₃^– /CO₃^2- buffer
2. H₂correos₄^– / HPO₄^2- buffer
3. CH₃COOH/CH₃ARRULLO^– N / A⁺ buffer

Preparación de la solución tampón

Cuando queremos preparar solución tampón, tomamos,

1. Un ácido que tiene el valor pKa más cercano al pH requerido y su sal base conjugada o,
2. Una base que tiene el valor de 14 pKb más cercano al pH requerido y su sal ácida conjugada.

Relación de tampón

La relación de amortiguamiento de los dos componentes se encuentra mediante la famosa ecuación de Henderson-Hassel Bach

pH = pKa + log B/A (B= base, A=ácido)

Capacidad del búffer

La capacidad amortiguadora nos dice qué tan fuerte es el amortiguador en términos de soportar cualquier adición de base o ácido. Esto depende de dos cosas, la proporción de tampón y las concentraciones reales de los dos componentes. Un amortiguador es fuerte cuando ambos componentes están en concentraciones iguales. Esto sucede solo si pH = pKa o 14-PKb. Además, sabemos que la relación de amortiguamiento se puede obtener de varias formas.

Por ejemplo, si B/A = 2 entonces podría obtenerse por,

B = 2 moldes^-3 y A = 1 moldem^-3

B = 0,2 moldes m^-3 y A = 0.1 moldem^-3

B = 0,02 moldes m^-3 y A = 0.01 moldem^-3 y así.

Sin embargo, se ha demostrado que a mayor concentración, mayor capacidad amortiguadora.

La capacidad de amortiguamiento viene dada por el índice de amortiguamiento β.

β = ∆B/∆pH

∆B = cantidad de ácido fuerte o base fuerte añadida (en molaridad moldm^-3) y ∆pH = la diferencia de pH causada por la adición de una base fuerte o un ácido fuerte.

Cómo calcular la capacidad del búfer

PASO 1: Tomar 1 dm³ del tampón de interés (1 Litro)

PASO 2: Mida el pH inicial usando un medidor de pH calibrado con precisión, pH_X.

PASO 3: Agregue una cantidad conocida de ácido fuerte/base fuerte y mezcle bien la solución permitiendo que se equilibre.

PASO 4: Mida el pH final de la mezcla con un medidor de pH calibrado con precisión, pH_y.

PASO 5: CÁLCULO

Para ilustrar, uso tampón acético, cantidad añadida de NaOH = 0,02 mol, pH x = 4,75 pH_y= 5,20

Sustituyendo a la ecuación,

β = ∆B/∆pH = 0,02 mol / (5,20-4,75)

= 0,044 mol

NOTA: Siempre la capacidad tampón se calcula para 1 dm³ del tampón. Si utiliza un volumen de búfer diferente, calcule siempre en consecuencia.

Digamos que la diferencia de pH anterior fue dada por 500.0 cm³ del tampón, entonces β = (0.044 mol/ 2) = 0.022 mol

Porque el volumen es la mitad de 1dm³ el valor obtenido se multiplica por ½.

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