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728 CAPÍTULO 16 Equilibrios ácido-base y equilibrios de solubilidad

Ejemplo 16.2

¿Cuál de las siguientes disoluciones pueden clasifi carse como sistemas amortiguadores? a)
KH 2 PO 4 /H 3 PO 4 , b) NaClO 4 /HClO 4 , c) C 5 H 5 N/C 5 H 5 NHCl (C 5 H 5 N es piridina; su K b se pro-
porciona en la tabla 15.4). Explique su respuesta.
Estrategia ¿Qué constituye un sistema amortiguador? ¿Cuál de las disoluciones anteriores
contiene un ácido débil y su sal (que contiene la base conjugada débil)? ¿Cuál de las
disoluciones anteriores contiene una base débil y su sal (que contiene el ácido conjugado
débil)? ¿Por qué la base conjugada de un ácido fuerte no puede neutralizar un ácido
agregado?
Solución El criterio para saber si se trata de un sistema amortiguador es que debe tener un
ácido débil y su sal (que contiene la base conjugada débil) o una base débil y su sal (que
contiene el ácido conjugado débil).
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a) H 3 PO 4 es un ácido débil, y su base conjugada, H 2 PO 4 es una base débil (vea la tabla
15.5). Por lo tanto, se trata de un sistema amortiguador.
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b) Como HClO 4 es un ácido fuerte, su base conjugada, ClO 4 es una base extremadamente
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débil. Esto signifi ca que el ion ClO 4 no se combinará con el ion H en disolución para
formar HClO 4 . Por consiguiente, el sistema no podrá actuar como sistema amortiguador.
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c) Como muestra la tabla 15.4, C 5 H 5 N es una base débil y su ácido conjugado, C 5 H 5 NH (el
catión de la sal C 5 H 5 NHCl) es un ácido débil. Por consiguiente, se trata de un sistema
Problemas similares: 16.9, 16.10. amortiguador.
Ejercicio de práctica ¿Cuáles de los siguientes pares son sistemas amortiguadores? a) KF/
HF, b) KBr/HBr, c) Na 2 CO 3 /NaHCO 3 .

El efecto de una disolución amortiguadora sobre el pH se ilustra en el ejemplo 16.3.

Ejemplo 16.3

a) Calcule el pH de un sistema amortiguador que contenga CH 3 COOH 1.0 M y CH 3 COONa
1.0 M. b) ¿Cuál es el pH del sistema amortiguador después de la adición de 0.10 moles de
HCl gaseoso a 1.0 L de disolución? Suponga que el volumen de la disolución no cambia
cuando se agrega HCl.
Estrategia a) El pH de un sistema amortiguador antes de la adición de HCl se puede
calcular con el procedimiento descrito en el ejemplo 16.1, debido a que es similar al
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problema de ion común. El valor de K a de CH 3 COOH es 1.8 3 10 (vea la tabla 15.3).
b) Es útil elaborar un diagrama de los cambios que ocurren en este caso.

Solución a) Las concentraciones de las especies en equilibrio se resumen de la siguiente
manera:

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CH 3 COOH(ac) Δ H (ac) 1 CH 3 COO (ac)
Inicial (M): 1.0 0 1.0
Cambio (M): 2x 1x 1x
Equilibrio (M): 1.0 2 x x 1.0 1 x