A. cidos poliprticos y soluciones reguladoras de pH (buffer)Se llevaron a cabo dos experiencias, en la primera de ellas se prepararon soluciones buffer de distinta concentracin en base a una solucin dada, y se busc una relacin entre la capacidad reguladora de la solucin y su concentracin.En la segunda experiencia, se prepararon soluciones que regulen a pH 6, 7 y 8, y a travs de la ecuacin de Henderson Hasselbach se dedujo la concentracin de cido y de base que se deba utilizar.

I) Comprobacin de la capacidad reguladora de solucionesEn esta experiencia se busc conocer cunto varan las soluciones reguladoras en presencia de un agente externo que altera el equilibrio, y cunto depende esta variacin de la concentracin de dichas soluciones. Para ello, se prepararon dos grupos de soluciones; cada grupo compuesto por tres soluciones de distinta concentracin, estando la tercera dos rdenes de magnitud ms diluida que la primera.Una vez preparadas las diluciones se midi el pH, llamado en la Tabla 5 pH inicial. Al primer grupo se le adicion 1ml de HCl 0,5M y al segundo grupo, NaOH de igual concentracin. Cuando a una solucin reguladora formada por el par cido pase conjugado se le agrega una pequea cantidad de un cido fuerte, como ser el HCl, lo que sucede es que la base conjugada de la solucin buffer reacciona neutralizando los protones, y si se agregara una base fuerte, como el NaOH, lo que sucede es que los iones OH- son consumidos completamente por el cido. En la figura 2 se ilustra la reaccin.

Formacin del Buffer:NaH2PO4 Na+ + H2PO4- + Cl-Na2HPO4 2Na+ + HPO42-Donde el par cido/base: H2PO4-/ HPO42-Presencia de HCl:HPO42-(aq) + HCl (aq) H2PO4- + Cl- Forma el cidoPresencia de NaOH:H2PO4- (aq) + NaOH (aq) HPO42- + Na+ + H2OForma la base conjugada

Figura 2: esquema del funcionamiento del buffer preparado

Cabe aclarar que si alguna de las especies conjugadas fuera consumida al agregarse cido o base fuertes, entonces el buffer se destruye y la solucin pierde capacidad reguladora.En la Tabla 5 se exponen los resultados de la experiencia y en base a ellos se calcul la capacidad reguladora: (1)La capacidad reguladora, es una medida de la resistencia al cambio de pH que se produce en la solucin buffer al agregar pequeas cantidades de cido o base fuertes. Existen dos factores que afectan la capacidad reguladora de una solucin buffer, en primer lugar, la relacin entre las concentraciones iniciales de la cupla cido/base conjugada y en segundo lugar, la dilucin de la solucin.[2]

Concentracin de la Solucin [M]pHinicial 0,01pHHCl 0,01 pH(HCl) 0,02

0,8006,686,440,244,20,4

0,0806,725,740,981,020,02

0,0086,651,984,670,2140,001

Concentracin de la Solucin [M]pHinicial 0,01pHNaOH 0,01 pH(NaOH) 0,02

0,8006,686,880,25,00,5

0,0806,697,731,040,960,02

0,0086,5812,385,80,1720.001

Tabla 5: Seccin superior: se muestran las concentraciones utilizadas y pH medido para las mezclas con HCl. Seccin inferior: mezclas con NaOH. Los clculos se detallan en el Anexo I- Comprobacin de la capacidad reguladora de soluciones.Del anlisis de los resultados obtenidos experimentalmente, podemos comprobar que la capacidad reguladora de la solucin disminuye de manera significativa al disminuir la concentracin de la solucin.

Conclusiones:Hemos podido comprobar la preponderancia del rol de la concentracin de la solucin a la hora de preparar un Buffer dado que la variacin en la capacidad reguladora, por ejemplo al agregar hidrxido de sodio decreci un 96,56% al descender dos rdenes de magnitud en la concentracin de la misma. Anlogamente, el descenso en la capacidad reguladora al agregar cido clorhdrico fue del 94,91%.

II) Preparacin de soluciones reguladoras a un dado pHPara la ltima experiencia, se realizaron tres soluciones buffer que regularan a un pH determinado. Para poder calcularlo, una vez determinadas las concentraciones de cido y base, se utiliz la ecuacin de Henderson Hasselbach: (2)Donde Cb es la concentracin de la Base y Ca la concentracin del cido. El uso de esta ecuacin supone que:- Tanto el cido como su base conjugada se encuentren en altas concentraciones- Que las concentraciones de ambos sean similares- Supone adems que la constante K solamente vara con la temperatura (no se ver alterada por sustancias que modifican la composicin del sistema)Para la preparacin de las soluciones reguladoras se utilizaron soluciones de fosfato dicido de Potasio (KH2PO4) y fosfato monocido de Potasio (K2HPO4). Dado se emple un cido poliprtico, la solucin resultante fue una mezcla de los cidos antes mencionados. Para determinar de forma rpida y sencilla en qu intervalo de pH el fosfato dicido y monocido predominan, y por ende cul es la K, en este caso constante de ionizacin; que corresponde a se intervalo, se realiz un grfico de especiacin (ver anexo I Clculos para buffer) donde se expone concentracin vs. pH de las distintas especies en las que se disocia el fosfato de potasio. De l se dedujo que la constante de ionizacin que relaciona a las dos especies es Ka2=6.2*10-8.Una vez definida la constante, se utiliz la ecuacin (2) de Henderson Hasseblach para obtener en funcin del pH solicitado, las concentraciones de cido y base conjugados necesarias para la preparacin de las soluciones reguladoras. Se pudo utilizar esta ecuacin porque las soluciones cumplan con las condiciones enumeradas al principio de esta seccin.Para comprobar que las soluciones se hayan preparado al pH deseado, se midieron las soluciones con un ph-metro. En la tabla 6 se exponen los resultados obtenidos:pH dadopH medido 0.01 [ml]Volumen KH2PO4 ; 1/15 M [ml] 0.05 [ml]Volumen K2HPO4 1/15 M [ml] 0.05 [ml]

6.00 0.026,4347,082,92

7.000 0.0047,1130,8219,18

8.00 0.018,0243,036,97

Tabla 6: Se observa el pH dado vs. pH medido y las concentraciones de cada especie. Los clculos de las concentraciones y variacin sobre los valores se encuentran en el Anexo I Buffers a un pH dado.

Conclusiones: Se consigui preparar tres soluciones reguladoras de un cido poliprtico y mediante la herramienta del diagrama de especiacin, se pudo observar sin clculos en qu intervalo de pH predominan especies que se utilizaron y por ende, la Constante de Ionizacin requerida para el clculo.Pudimos adems verificar la validez de la ecuacin (2) ya que las concentraciones de las soluciones utilizadas cumplan los requisitos para el uso de la ecuacin.De la tabla 6 podemos ver que existen diferencias entre el pH que se dese calcular y el pH medido con el pH-metro. Podemos atribuir estas diferencias a prdidas en una de las Buretas con la que se midi los volmenes y a errores de los ejecutantes, ya que el error del el instrumento, 0.02ml es menor a las diferencias encontradas. Descartamos el pH-metro haya influido en la desviacin, ya que fue previamente calibrado.

Referencias Bibliogrficas:[1][2] DI RISIO, Cecilia (et. al), Qumica bsica. 3ra. Ed. Buenos Aires 2009. C.C.C. Educando.[3] (Anexo I) BROWN, Theodore, (et.al), Qumica. La ciencia central. 9na Ed. Mxico 2004, Prentice-Hall Inc.