SOLUCIONES BUFFER

Acidez y Basicidad. UNAG

Una solución Reguladora, Buffer , Tampón o Amortiguadora es:

un sistema que tiende a mantener el pH casi constante cuando se agregan pequeñas cantidades de ácidos (H+) ó bases (OH-).

Una solución amortiguadora reduce el impacto de los cambios drásticos de H+ y OH- .Se prepara con un ÁCIDO DÉBIL y una SAL del mismo ÁCIDO o empleando una BASE DÉBIL y una SAL de la misma BASE. La solución amortiguadora contiene especies que van a reaccionar con los iones H+ y OH- agregados.

Componentes:

Buffer ácido: Formado por un ácido débil y su sal.Ejemplo:

CH3COOH/CH3COONa

Buffer básico: Formado por una base débil y su sal.Ejemplo:

NH3/NH4Cl

Función e Importancia Biológica

En los organismos vivos, las células deben mantener un pH casi constante para la acción enzimática y metabólica.

Los fluidos intracelulares y extracelulares contienen pares conjugados ácido-base que actúan como buffer.

Buffer Intracelular más importante:

H2PO4- / HPO4

-2

Buffer Sanguíneo más importante:

H2CO3 / HCO3-

Otros sistemas que ayudan a mantener el pH sanguíneo son:

* H2PO4- / HPO4

-2 * Proteínas* Ácidos Nucleicos * Coenzimas* Metabolitos intermediarios

Algunos poseen grupos funcionales que son ácidos o bases débiles, por consiguiente, ejercen influencia en el pH intracelular y éste afecta la estructura y el comportamiento de tales moléculas.

El pH sanguíneo

7,35 -7,45

pH sanguíneo

7,35 -7,45Acidosis

pH debajo de

7,35

AlcalosispH

arriba de 7,45

TIPOS DE ACIDOSIS

Respiratoriay

Metabólica

Al aumentar la concentración de CO2

disminuye la concentración de O2 y el pH disminuye por lo que hay acidosis, puede darse por respiración dificultosa, efisema o neumonía.

La dificultad de respirar o un ambiente pobre en oxígeno, permite que se eleve la concentración de [CO2] favoreciendo la formación de ácido carbónico, el cual se disocia en H+ y HCO3

- de acuerdo a la siguiente reacción:

CO2 + H2O ↔ H2CO3 ↔ H+ + HCO3-

TIPOS DE ALCALOSIS

Respiratoriay

Metabólica

RESPIRATORIA

Al aumentar la concentración O2 disminuye la concentración de CO2 y el pH aumenta por lo que hay alcalosis, puede ser por hiperventilación o respiración rápida.

LA HIPERVENTILACIÓN, genera Alcalosis porque el incremento de la [O2] hace bajar la [CO2] produciéndose

menos H2CO3 y por consiguiente el pH sube.

Capacidad amortiguadora de un Buffer Ácido

Si se agrega un ACIDO FUERTE: Los iones H+ adicionales reaccionan con la SAL del ÁCIDO DÉBIL en solución y producen el ÁCIDO DÉBIL

Buffer Ácido HCOOH / HCOO- Na+

HCOO- + H+ ↔ HCOOH

Al aumentar la [ácido], disminuye la [sal]Ya que el equilibrio tiende a formar el

ácido.

Ácido débil Base conjugada (Sal)

ALTERACIONES ÁCIDO-BASE• Acidosis

respiratoria

• Alcalosis respiratoria

• Acidosis metabólica

• Alcalosis metabólica

Exceso de CO2(neumopatía obstructiva,daño muscular respiración)Déficit de CO2(hiperventilación crónicacomo histeria e intoxicación con salicilatos)

Aumento de ácido (cetosis diabética, diarrea)

Aumento de base (vómitos persistentes)

Tenemos:0,25 moles de CH3COOH0,40 moles de CH3COONa500 ml de solución = O,5 LKa= 1,8 x 10-5

Calcular : [CH3COOH]= 0,25 moles= 0,5M 0,5 L

[CH3COONa]=0,40 moles =0,8M0,5L

[H+]= Ka [ácido] [sal][H+]= 1,8 x 10-5 [0,5M] = 1,125 x 10-5

[0,8M]

pH = -log 1,125 X 10-5 = 4,94

Con la ecuación de Henderson-Hasselbach pH = pKa + log [sal]

[ácido]

pKa=-log Ka

pKa = -log ( 1,8 x 10-5) = pKa =4,74

pH= 4,74 + log [(0,8M)/(0,5M)]

pH= 4,74+0,20= 4,94

Cuál será el pH del buffer anterior si añadimos 0.03 moles NaOH

[NaOH]= 0,03 moles = 0,06 M0,5 L

CH3COOH + OH- ↔ CH3COO_ + H2O0,5 M 0,06M 0,8M

0,5M - 0,06M = 0,44M de CH3COOH0,8M + 0,06M = 0,86M de CH3COO-

NUEVO pH

pH = pKa + log [sal][ácido]

pKa=-log Ka

pKa = -log ( 1,8 x 10-5) = pKa =4,74

pH= 4,74 + log (0,86M) (0,44M)

pH= 4,74 + 0,29= 5,03

Cuál será el pH del buffer inicial si añadimos 0,02 moles HCl

[HCl]= 0,02 moles = 0,04 M 0,5 L

CH3COONa + H+ ↔ CH3COOH + Na+0,8 M 0,04M 0,5M

0,8M - 0,04M = 0,76M de CH3COO-0,5M + 0,04M = 0,54M de CH3COOH

NUEVO pH

pH = pKa + log [sal] [ácido]

pKa=-log Ka

pKa = -log ( 1,8 x 10-5) = pKa =4,74

pH= 4,74 + log (0,76M) (0,54M)

pH= 4,74 + 0,14= 4,88

Tenemos:0,2 moles de CH3NH20,3 moles de CH3NH3Cl1 Lt de solución

Kb= 4,4 x 10-4

[OH-]= Kb [base] [sal]

[OH-]= 4,4 x 10-4 [0,2M] = 2,93 x 10 -4

[0,3M]

pOH = -log 2,93 X 10-4 = 3,53Recordar: pH+ pOH= 14

pH= 14 – 3,53= 10.47

Con la ecuación de Henderson-Hasselbach pOH = pKb + log [sal]

[base]

pKb=-log Kb

pKb = -log ( 4,4 x 10-4) = pKb =3,36

pOH= 3,36 + log (0,3M) (0,2M)pOH= 3,36 + 0,176= 3,53

pH = 14 – 3,53 = 10,47