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¿Qué es una disolución reguladora de pH?
Se llaman también disoluciones tampón, buffer, o disoluciones amortiguadoras de pH y su misión es mantener invariable (constante) el pH de la disolución que las contienen frente a diluciones y adición de ácidos o bases.
Estas disoluciones están constituidas por mezclas de:
-Ácido débil + sal de ácido débil-base fuerte: CH3COOH + CH3COONa
-Base débil + sal de ácido fuerte-base débil: NH4OH + ClNH4
Ejemplo 1
Veamos como actúa una disolución reguladore para manterner el pH de una disolución:
Disolución Reguladora CH3COOH/CH3COONa
Disociación del ácido acético
CH3COOH -> CH3COO– + H+
Ka = [CH3COO–]·[H+]/[CH3COOH]
(desplazado a la izquierda)
Disociación del acetato sódico
CH3COONa -> CH3COO– + Na+
(desplazado a la derecha)
la disociación del ácido se puede considerar muy desplazada a la izquierda como consecuencia de la presencia del CH3COO– procedente del CH3COONa.
Por otro lado el proceso de hidrólisis del CH3COO–
CH3COO– + H2O -> CH3COOH + OH–
Está muy desplazada a la izquierda debido a que coexiste en el medio CH3COOH
Si se agrega un ácido fuerte, los protones procedentes de la disociación del mismo desaparecen del medio porque reaccionan con los iones acetato formando ácido acético poco disociado, los iones CH3COO– constituyen la llamada reserva alcalina de la disolución.
CH3COO– + H+ -> CH3COOH
Por otra parte, si se agrega una base fuerte, los iones OH– desaparecen neutralizandose con el ácido acético, las moleculas de CH3COOH constituyen la reserva ácida de la disolución.
CH3COOH + OH– -> CH3COO– + H2O
Vamos a ver cual es el pH de esta disolución reguladora:
Ka = [CH3COO–]·[H+]/[CH3COOH]
[H+] = Ka·[CH3COOH]/[CH3COO–]
pH = -log Ka –log[CH3COOH]/[ CH3COO–]
= pKa + log([CH3COO–]/[ CH3COOH])
en general
pH = pKa + log([sal]/[ácido])
Ejemplo 2
Disolución reguladora NH4OH/ClNH4
-disociación de la base:
NH4OH -> NH4+ + OH–
Kb = [NH4+]·[OH–]/[ NH4OH]
(desplazado a la izquierda debido a la presencia de NH4+ procedente de la disociación total del ClNH4
ClNH4 -> NH4+ + Cl–
(desplazado a la derecha)
El proceso de hidrólisis del NH4+
NH4+ + H2O -> NH4OH + H+
Está muy desplazada a la izquierda debido a que coexiste en el medio NH4OH
Si se agrega un ácido fuerte, tiene lugar el proceso:
NH4OH + H+ -> NH4+ + H2O
los iones NH4+ constituyen la llamada reserva alcalina de la disolución.
Si se agrega una base fuerte:
NH4+ + OH– -> NH4OH
las moleculas de NH4+ constituyen la reserva ácida de la disolución.
Vamos a ver cual es el pH de esta disolución reguladora:
Kb = [NH4+]·[OH–]/[NH4OH]
[OH–] = Kb·[NH4OH]/[NH4+]
pOH = -log Kb –log[NH4OH]/[NH4+]
= pKb + log([NH4+]/[NH4OH])
14 –pH = pKb + log([NH4+]/[NH4OH])
pH = 14 – pKb + log([NH4OH]/[NH4+])
en general
pH = 14 – pKb + log([base]/[sal])
