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En química, un "tampón" es una solución que agrega a otra solución para equilibrar su pH, su acidez relativa o su alcalinidad. Usted hace un tampón usando un ácido o base "débil" y su base o ácido "conjugado", respectivamente. Para determinar el pH de un tampón, o extrapolar a partir de su pH la concentración de cualquiera de sus componentes, puede realizar una serie de cálculos basados en la ecuación de Henderson-Hasselbalch, que también se conoce como la "ecuación del tampón".
Use la ecuación del tampón para determinar el pH de una solución tampón ácida, dadas ciertas concentraciones ácido-base. La ecuación de Henderson-Hasselbalch es la siguiente: pH = pKa + log (/), donde "pKa" es la constante de disociación, un número único para cada ácido "," representa la concentración de la base conjugada en moles por litro (M) y "" representa la concentración del ácido mismo. Por ejemplo, considere un tampón que combina ácido carbónico 2,3 M (H2CO3) con iones de carbonato de hidrógeno 0,78 M (HCO3-). Consulte una tabla de pKa para ver que el ácido carbónico tiene un pKa de 6.37. Al conectar estos valores a la ecuación, verá que pH = 6.37 + log (.78 / 2.3) = 6.37 + log (.339) = 6.37 + (-0.470) = 5.9.
Calcule el pH de una solución tampón alcalina (o básica). Puede reescribir la ecuación de Henderson-Hasselbalch para bases: pOH = pKb + log (/), donde "pKb" es la constante de disociación de bases, "" representa la concentración de un ácido conjugado de bases y "" es la concentración de la base . Considere un tampón que combina 4.0 M de amoníaco (NH3) con 1.3 M de iones de amonio (NH4 +). Consulte una tabla de pKb para localizar amoníaco pKb, 4.75. Usando la ecuación del buffer, determine que pOH = 4.75 + log (1.3 / 4.0) = 4.75 + log (.325) = 4.75 + (-.488) = 4.6. Recuerde que pOH = 14 - pH, entonces pH = 14 -pOH = 14 - 4.6 = 9.4.
Determine la concentración de un ácido débil (o su base conjugada), dado su pH, pKa y la concentración del ácido débil (o su base conjugada). Teniendo en cuenta que puedes reescribir un "cociente" de logaritmos, es decir. log (x / y) - como log x - log y, reescribe la ecuación de Henderson Hasselbalch como pH = pKa + log - log. Si tiene un tampón de ácido carbónico con un pH de 6.2 que sabe que está hecho con carbonato de hidrógeno 1.37 M, calcule lo siguiente: 6.2 = 6.37 + log (1.37) - log = 6.37 + .137 - log. En otras palabras, log = 6.37 - 6.2 + .137 = .307. Calcule tomando el "registro inverso" (10 ^ x en su calculadora) de .307.La concentración de ácido carbónico es, por lo tanto, de 2,03 M.
Calcule la concentración de una base débil (o su ácido conjugado), dado su pH, pKb y la concentración del ácido débil (o su base conjugada). Determine la concentración de amoníaco en un tampón de amoníaco con un pH de 10.1 y una concentración de iones de amonio de .98 M, teniendo en cuenta que la ecuación de Henderson Hasselbalch también funciona para bases, siempre que use pOH en lugar de pH. Convierta su pH a pOH de la siguiente manera: pOH = 14 - pH = 14 - 10.1 = 3.9. Luego, conecte sus valores a la ecuación del tampón alcalino "pOH = pKb + log - log" de la siguiente manera: 3.9 = 4.75 + log - log = 4.75 + (-0.009) - log. Como log = 4.75 - 3.9 - .009 = .841, la concentración de amoníaco es el log inverso (10 ^ x) o .841, o 6.93 M.