Semana 13Soluciones Buffer

Ing. Q. Rosangela Juárez

Soluciones Buffer A las soluciones buffer también se le conocen como solucionesamortiguadoras o soluciones tampón. La función principal es amortiguarlos cambios de pH en una solución cuando se le agregan pequeñascantidades de ácidos o bases.

Los buffer pueden ser:

• Buffer Ácidos: Conformados por un Acido Débil y su sal(base), tiene unpH acido. CH3COOH/CH3COONa (Acido Acético/Acetato de Sodio)

• Buffer Básicos: Conformados por una Base débil y su sal(Acido), tiene unpH alcalino. NH3/NH4Cl (Amoniaco/ Cloruro de Amonio)

Como funciona una solución Buffer

• En la imagen se puede observar 2 soluciones:

En la primera tenemos el Agua(H2O) con un pH de 7, cuando se le agrega acido el cambio de pH essignificativo marca 4 y si se le agrega base cambia a 10.5.

En la segunda solución el Tampón, al agregar acido el cambio es mínimo de pH 7 pasa 6.9, y si seagrega una base el pH pasa de ser 7 a 7.1.

Esta es la función de una solución tampón(Buffer) minimizar los cambios de pH.

Porque son importante los Buffer

Es importante que en los organismos vivos las células mantengan un pH casi constante para que se lleve acabo las acciones enzimáticas y metabólicas. Los fluidos intracelulares y extracelulares contienen pares conjugados de ácidos-bases que actúan como buffer.

Buffer SanguíneoLa sangre cuenta con al menos tres sistemas amortiguadores :

1. Buffer de Carbonatos: Ácido carbónico / bicarbonato

H2CO3 / HCO3-

2. Buffer de Fosfatos: Difosfato/ monofostato

H2PO4-/ HPO4-2

3. Buffer de Proteínas: NH3+ / COO- (Grupo Amino/ Grupo Carboxilo)

• El pH en la sangre debe estar en el rango de 7.35 a 7.45, si el pH da un valor ≤ a 6.8 se da una Acidosis y si el valor de pH da un valor ≥ 7.8 se da una Alcalosis.

AcidosisEs una condición caracterizada por un exceso de acido en los líquidos del cuerpo.

En la acidosis :

• Hay una concentración elevada de iones hidrógeno.

• La persona tiene tendencia a morir en coma

ACIDOSIS RESPIRATORIA ACIDOSIS METABÓLICA

Es el aumento de la concentración del ionhidrógeno a consecuencia de la retenciónde CO2.

CO2 pH Síntomas: Fallo de la ventilación, cese dela respiración, desorientación, debilidad,coma.Causa: Enfisema, neumonía, bronquitis,asma, depresión del centro respiratorio porfármacos, apoplejía, problemas de SNC.Tratamiento: Corrección del problema,infusión de bicarbonato

Cuando la ingestión de ion hidrógeno o suproducción endógena, excede la capacidadcorporal de eliminación.

[H+] pHSíntomas: Aumento de la ventilación, fatiga, confusiónCausas: Enfermedad renal, hipertiroidismo, alcoholismo, inanición, formación de ácidos en la diabetes mellitus, retención de ácidos por fallo renal.Tratamiento: Bicarbonato sódico administrado oralmente, diálisis para el fallo renal, insulina para la cetosis diabética.

AlcalosisEs una condición provocada por el exceso de base (álcali) en los líquidos del cuerpo.

• Hay una concentración baja de iones hidrógeno.

• La persona puede morir de tetania o convulsiones.

ALCALOSIS RESPIRATORIA ALCALOSIS METABÓLICA

Ocasionada por los niveles bajos de CO2

CO2 pH

Síntomas: velocidad y profundidad de larespiración aumentadas, mareo y tetania.Causas: Hiperventilación debida a ansiedad.Histeria, fiebre, ejercicios, reacción a fármacos(antihistamínicos), condiciones que causanhipoxia (ejemplo: neumonía, edema pulmonar yenfermedades cardiacas).Tratamiento: Eliminación del estado que producela ansiedad, respirar entre una bolsa de papel.

Es ocasionada por un exceso de bicarbonato en lasangre y la disminución absoluto de laconcentración de ion hidrogeno.

H+ pH

Síntomas: respiración lenta, apatía y confusión.Causas: vómitos, enfermedad de las glándulasadrenales, ingestión de exceso de álcalis.Tratamiento: Infusión de solución salina,tratamiento de enfermedades subyacentes

Importancia de la concentración de CO2 y O2 en el equilibrio ácido-básede los seres vivos:

• Cuando hay disminución en la intensidad de la ventilación pulmonaraumenta la concentración de CO2 en el liquido extracelular, lo cual causaaumento del acido carbónico y de iones hidrogeno lo que produce unaAcidosis Respiratoria.

• Cuando hay un aumento en la intensidad de la ventilación pulmonardisminuye la concentración de CO2 en el liquido extracelular, lo cual causauna disminución del acido carbónico y de iones hidrogeno lo que produceuna Alcalosis Respiratoria.

Como calcular el pH o pOH de un Buffer

COMO CALCULAR EL [H+ ] PARA UN BUFFER ACIDO

COMO CALCULAR EL [OH- ] PARA UN BUFFER BÁSICO

Si ya calculamos el ion [H+ ] o [ OH- ] con las formulas anteriores ahora podemos calcular el pH o pOH, respectivamente.

pH = -log [H+]

pOH = -log [OH-]

Cálculos de pH para un Buffer Ácido

Si al Buffer Acido se le agrega un ACIDO Si al Buffer Acido se le agrega una BASE

Si ya calculamos el ion [H+ ] con las formulas anteriores ahora podemos calcular el pH:

pH = -log [H+]

Cálculos de pH para un Buffer Básico

Si al Buffer Básico se le agrega un ACIDO Si al Buffer Básico se le agrega una BASE

Si ya calculamos el ion [OH- ] con las formulas anteriores ahora podemos calcular el pOH:

pOH = -log [OH-] luego para calcular pH= 14 - pOH

Ejercicio de un Buffer Acido

• Calcule el pH de una solución buffer, que tiene una concentración de:

𝐻𝐶𝑂𝑂𝐻 0.5𝑀 𝑦 0.8𝑀 𝑑𝑒 𝐻𝐶𝑂𝑂- y una 𝐾𝑎=1.8𝑋10−4.

a) ¿Cuál es el pH de la solución anterior si se añade una solución de NaOH 0.06 M?

b) ¿Cuál será el pH del buffer anterior luego de agregar una solución 0.04 M de HCl?

• ¿Cuál es el pH de un buffer de etilamina (CH3CH2NH2) 0.2 M y cloruro de etilamonio (𝐶𝐻3𝐶𝐻2𝑁𝐻3+) 0.18 M si la 𝐾𝑏=5.2𝑋10−4

a) ¿Cuál es el nuevo pH del buffer anterior después de agregar HCl 0.015M?

b) ¿Cuál es el pH del buffer si se agrega NaOH 0.025 M?

Ejercicio de un Buffer Básico