Page 757 - Quimica - Undécima Edición

16.3 Disoluciones amortiguadoras 727

a otro; por ejemplo, el pH de la sangre está alrededor de 7.4, en tanto que el del jugo
Animación
gástrico humano puede ser de 1.5. En gran parte, estos valores del pH, que son muy im- Disoluciones amortiguadoras
portantes para el funcionamiento adecuado de las enzimas y del balance de la presión
osmótica, se mantienen por acción de los sistemas amortiguadores .
Una disolución amortiguadora debe contener una concentración relativamente grande Animación
2
de ácido para reaccionar con los iones OH que se le añadan; y también debe contener Propiedades de amortiguadores
1
una concentración semejante de base para neutralizar los iones H que se le agreguen.
Además, los componentes ácidos y básicos del amortiguador no deben consumirse el uno
al otro en una reacción de neutralización . Estos requerimientos se satisfacen con un par
conjugado ácido-base , por ejemplo, un ácido débil y su base conjugada (suministrada por
una sal) o una base débil y su ácido conjugado (suministrado por una sal).
Una disolución amortiguadora simple se puede preparar al mezclar cantidades mola-
res semejantes de ácido acético (CH 3 COOH) y de su sal acetato de sodio (CH 3 COONa)
en medio acuoso. Se supone que las concentraciones en el equilibrio del ácido y la base
conjugada (que proviene del CH 3 COONa) son iguales a las concentraciones iniciales (vea
la página 724). Una disolución que contenga estas dos sustancias tiene la capacidad de
neutralizar un ácido o una base que se le agregue. El acetato de sodio, un electrólito
fuerte, se disocia por completo en agua.

H 2 O 2 1
CH 3 COONa(s) ¡ CH 3 COO (ac) 1 Na (ac)
2
Si se añade un ácido, la base conjugada CH 3 COO del sistema amortiguador consumirá
1
los iones H de acuerdo con la ecuación
2 1
CH 3 COO (ac) 1 H (ac) ¡ CH 3 COOH(ac)
2
Si se añade una base al sistema amortiguador, el ácido de éste neutraliza los iones OH :
2
2
CH 3 COOH(ac) 1 OH (ac) ¡ CH 3 COO (ac) 1 H 2 O(l)
Como podemos observar, las dos reacciones que son típicas de este sistema amortiguador
son idénticas a las del efecto del ion común descritas en el ejemplo 16.1. La capacidad
amortiguadora , es decir, la efectividad de la disolución amortiguadora , depende de la can- Figura 16.1 El indicador ácido-
tidad de ácido y de base conjugada que tenga la disolución. Cuanto mayor sea esta base azul de bromofenol (agregado
a todas las disoluciones que se
cantidad, mayor será la capacidad amortiguadora.
muestran) se utiliza para ilustrar la
Un sistema amortiguador suele representarse como sal-ácido o base conjugada-ácido. acción amortiguadora. El color del
Así, el sistema amortiguador de acetato de sodio-ácido acético puede escribirse como indicador es morado azuloso para
2
CH 3 COONa/CH 3 COOH o como CH 3 COO /CH 3 COOH. La fi gura 16.1 ilustra la acción un pH por encima de 4.6 y
de este sistema amortiguador. amarillo para un pH menor a 3.0.
a) Disolución amortiguadora
El ejemplo 16.2 muestra la diferencia entre un sistema amortiguador y una mezcla de
compuesta por 50 mL de
ácido y sal que no funciona como tal. CH 3 COOH 0.1 M y 50 mL de
CH 3 COONa 0.1 M. La disolución
tiene un pH de 4.7 y colorea el
indicador de morado azuloso. b)
Después de la adición de 40 mL
de una disolución de HCl 0.1 M a
la disolución en a), el color sigue
siendo morado azuloso. c) Una
disolución de 100 mL de
CH 3 COOH cuyo pH es de 4.7. d)
Después de la adición de 6 gotas
(aproximadamente 0.3 mL) de una
disolución de HCl 0.1 M, el color
se vuelve amarillo. Sin la acción
amortiguadora, el pH de la
disolución disminuye con rapidez a
menos de 3.0 con la adición de
a) b) c) d) HCl 0.1 M.