Buffers_
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CURVA DE TITULACIÓN
SOLUCIONES AMORTIGUADORAS
0
2
4
6
8
10
12
0 2 4 6 8 10 12 14 16
mL de NaOH añadidos
pH
CURVA DE TITULACIÓN DE UN ÁCIDO DÉBIL
pH = pKa = 4.75
Punto final de la titulación
REPRESENTACIÓN GRÁFICA QUE MUESTRA EL CAMBIO DE pH QUE SUFRE UNA SOLUCIÓN DE ÁCIDO DÉBIL, CUANDO SE LE ADICIONAN CANTIDADES CRECIENTES DE UNA BASE FUERTE
PERMITE DETERMINAR EL VALOR DEL pKa DE UN ÁCIDO DEBIL.
Punto medio de la titulación
0
2
4
6
8
10
12
0 2 4 6 8 10 12 14 16
mL de NaOH añadidos
pH
MUESTRA QUE AL ADICIONAR UNA BASE FUERTE A UNA SOLUCIÓN DE ÁCIDO DÉBIL, SE GENERAN “SOLUCIONES BUFFER” CON DIFERENTE EFICIENCIA AMORTIGUADORA.
pH = pKa = 4.75
100% [ CH3COO-]
100% [ CH3COOH]
[ CH3COOH] = [ CH3COO-]
[ CH3COOH] > [ CH3COO- ] [ CH3COO- ] > [ CH3COOH]
BUFFER CON LA MAXIMA CAPACIDAD AMORTIGUADORA
CURVA DE TITULACIÓN DE UN ÁCIDO DÉBIL
0
2
4
6
8
10
12
0 2 4 6 8 10 12 14 16
mL de NaOH añadidos
pH
LA CURVA MUESTRA UNA ZONA COMPRENDIDA ENTRE pKa ± 0.5 DONDE EL ÁCIDO ACÉTICO AL ADICIONARLE UNA BASE FUERTE, GENERA “SOLUCIONES BUFFER” CON UNA ACEPTABLE EFECTIVIDAD AMORTIGUADORA, ESA REGIÓN DE pH SE DENOMINA ”ZONA TAMPONANTE”.
pH = pKa = 4.75[ CH3COOH] = [ CH3COO-]
[ CH3COOH] > [ CH3COO- ] [ CH3COO- ] > [ CH3COOH]
BUFFERS INEFICIENTES VS BASES
BUFFERS EFICIENTES VS ÁCIDOSBUFFERS EFICIENTES VS BASES
BUFFERS INEFICIENTES VS ÁCIDOS
Región tamponante
CURVA DE TITULACIÓN DE UN ÁCIDO DÉBIL
+HA
H + A-ACIDO DEBIL BASE
CONJUGADA
SOLUCIONES BUFFERS
IMPORTANCIA DEL pH
CAMBIOS DE pH EN EL PLASMA SANGUÍNEO DE LOS MAMÍFEROS EN 0.2 A 0.4 UNIDADES DE pH PUEDEN CAUSAR SERIOS TRASTORNOS AL ORGANISMO E INCLUSIVE PROVOCAR LA MUERTE .
POR ELLO, ES NECESARIO LA PRESENCIA DE UN SISTEMA CAPAZ DE NEUTRALIZAR CUALQUIER INCREMENTO O DISMINUCIÓN EN LA [ H+ ].
LAS SOLUCIONES BUFFERS GARANTIZAN UN CONTROL EFICIENTE DEL pH FISIOLÓGICO EN LOS DIVERSOS LÍQUIDOS CORPORALES COMO SANGRE, LINFA, LIQUIDO INTERSTICIAL, ETC
SOLUCIONES “BUFFER”
UNA SOLUCIÓN ACUOSA QUE CONTIENE, EN EQUILIBRIO, UNA MEZCLA DE DOS INGREDIENTES: UN ACIDO DÉBIL Y SU BASE CONJUGADA.
ESTA SOLUCIÓN RESISTE LA ADICIÓN DE ÁCIDOS FUERTES O DE BASES FUERTES MOSTRANDO CAMBIOS MUY PEQUEÑOS EN SU pH.
+HA H + A-
ACIDO DEBILBASE
CONJUGADA
MECANISMO DE ACCIÓN DE LAS SOLUCIONES “BUFFER”
AL ADICIONAR UN ACIDO FUERTE, LOS IONES [ H+ ] DEL ÁCIDO SON ACEPTADOS POR LA BASE CONJUGADA [ A- ] CONVIRTIÉNDOLOS EN UN ÁCIDO DÉBIL [ HA], EL CUAL POR SU ESCASA DISOCIACIÓN LIBERA MUY POCOS IONES [H+ ], REFLEJÁNDOSE EN UNA DISMINUCIÓN LEVE DEL pH.
+HA H + A-
ACIDO DEBILBASE
CONJUGADA
H+
HA H+ A-+
MECANISMO DE ACCIÓN DE LAS SOLUCIONES “BUFFER”
AL ADICIONAR UNA BASE FUERTE, LOS IONES [ OH- ] DE LA BASE SON ACEPTADOS POR EL ÁCIDO DÉBIL [ HA ] CONVIRTIÉNDOLOS EN UNA BASE DÉBIL [ A- ], LA CUAL POR SU ESCASA DISOCIACIÓN LIBERA MUY POCOS IONES [OH- ], REFLEJÁNDOSE EN UN INCREMENTO LEVE DEL pH.
+HA H + A-
ACIDO DÉBIL BASE CONJUGADA
OH-
H2O HAA- OH-+ +
CAPACIDAD AMORTIGUADORA
AUNQUE UN BUFFER TIENE LA CAPACIDAD DE MINIMIZAR LOS CAMBIOS DE pH OCASIONADOS POR LA ADICIÓN DE ÁCIDOS O BASES FUERTES, SÓLO PUEDEN ACEPTAR UN DETERMINADO VOLÚMEN DE ÁCIDO O DE BASE.
ESTA CAPACIDAD DE AMORTIGUAMIENTO ESTÁ LIMITADA POR LA CONCENTRACIÓN DE LOS INGREDIENTES.
LA CAPACIDAD AMORTIGUADORA ES LA CANTIDAD DE MILILITROS DE ACIDO FUERTE QUE HAY QUE AÑADIRLE A UN LITRO DE BUFFER PARA QUE SU pH DISMINUYA EN UNA UNIDAD, O LA CANTIDAD DE MILILITROS DE BASE FUERTE QUE NECESARIAS PARA QUE UN LITRO DE BUFFER INCREMENTE SU pH EN UNA UNIDAD.
CAPACIDAD AMORTIGUADORA
BUFFER pH = X - 1
BUFFER pH = X 1
Litro
BUFFER pH = X + 1
¿ mL NaOH ?¿ mL HCl ?
CAPACIDAD AMORTIGUADORA
LA FUNCION DE UN BUFFER ES SOPORTAR LA ADICIÓN DE ÁCIDOS FUERTES Y BASES FUERTES, POR LO TANTO, SEGÚN LA ECUACIÓN DE HENDERSON-HASSELBALCH,
EL BUFFER MAS EFICIENTE SERA AQUEL CUYO :
pH = pKa
PORQUE EN ESE PUNTO :
[ HA ] = [ A- ]
Y SOPORTA LA MISMA CANTIDAD DE ACIDO O DE BASE.
CAPACIDAD AMORTIGUADORA
SI EL pH DEL BUFFER ES MENOR QUE EL pKa DEL ÁCIDO QUE LO FORMA, ENTONCES :
BUFFER EFICIENTE CONTRA BASES
[ HA ] > [ A- ]
BUFFER INEFICIENTE CONTRA ACIDOS
CARACTERISTICAS DEL BUFFER
CAPACIDAD AMORTIGUADORA
SI EL pH DEL BUFFER ES MAYOR QUE EL pKa DEL ÁCIDO QUE LO FORMA, ENTONCES :
BUFFER EFICIENTE CONTRA ACIDOS
[ A- ] > [HA ]
BUFFER INEFICIENTE CONTRA BASES
CARACTERISTICAS DEL BUFFER
CAPACIDAD AMORTIGUADORA
REGION TAMPONANTE
pKa
pKa- 0.5 pKa + 0.5
pH
ESTA ZONA QUEDA COMPRENDIDA EN EL RANGO pKa 0.5
AQUELLA REGIÓN DE pH EN LA QUE UN ÁCIDO DÉBIL PUEDE USARSE PARA PREPARAR SOLUCIONES BUFFERS CON UNA ACEPTABLE EFICIENCIA AMORTIGUADORA.
CAPACIDAD AMORTIGUADORA
H3PO4
H2PO4-H+ +
HPO4-2
PO4 -3H+ +
Ka1 = 7.5 x 10-3 moles/L
H2PO4 -HPO4
-2H+ +
Ka2 = 6.2 x 10-8 moles/L
Ka3 = 2.2 x 10-13 moles/L
Determinación de pKa