8.1 El pH de las disoluciones reguladoras

Vas a tomar como ejemplo el tampon ácido acético-acetato. La concentración del ácido es ca y la de la sal, acetato de sodio, es cs. Hay que considerar las reacciones de disociación del ácido acético y de disolución del acetato de sodio (que se produce totalmente al ser una sal soluble).


Debido a que la sal produce iones acetato, el equilibrio de ionización del ácido se desplaza a la izquierda de acuerdo con el principio de Le Chatelier (se conoce como efecto de ión común, y es muy habitual en equilibrios en disolución), con lo que el ácido acético se ioniza todavía menos que en agua pura.

Para calcular el pH de una disolución tampon hay que considerar que la concentración de acetato en el equilibrio se debe a la disociación de la sal y casi nada a la del ácido, mientras que la concentración de acético es prácticamente la inicial del ácido, por lo que:

Es importante que te des cuenta de que debes resolver el equilibrio exactamente igual que en cualquier otro caso. Fíjate en que si ca y cs son iguales, entonces x=[H3O+]=Ka, independientemente de los valores de ca y cs.

Aunque no es estrictamente necesaria, se suele utilizar la expresión siguiente:


Utilizando disoluciones amortiguadoras

La simulación siguiente te va a permitir preparar disoluciones amortiguadoras y observar el efecto que produce sobre su pH la adición de ácidos y bases.


Selecciona la mezcla de ácido y de sal, fija sus concentraciones con las barras deslizadoras y mide su pH insertando los sensores en la disolución resultante. En la segunda parte del simulador observarás el efecto que tiene sobre el pH de la disolución la adición de una determinada cantidad de sustancia de ácido o de base.

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Preparando disoluciones amortiguadoras
 
Utiliza el simulador para preparar una disolución amortiguadora de pH=10 con el tampon cloruro de amonio-amoniaco.



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Añadiendo ácidos o bases a mezclas amortiguadoras

Utiliza el simulador para ver cuánto varía el pH de una disolución amortiguadora al añadir ácido o base. Selecciona el tampon acético-acetato (HC2H3O2 + NaC2H3O2) y concentraciones 10 10-2 M (0,1 mol/L). Entrando en la parte II, añade 10-3 mol de HCl, y observa cuánto varía el pH. Vuelve a hacer lo mismo añadiendo NaOH.




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Añadiendo base a una mezcla de un ácido débil y una de sus sales 
 
Añades a un vaso de precipitados 100 mL de disolución de HAc 0,5 mol/L, y NaAc hasta que el pH es 5,00. Si a la mezcla resultante le añades 2 mL de NaOH 0,1 mol/L, ¿cuánto puede valer el pH final de la mezcla?
  
3,00.
Un poco menos de 5,00.
Un poco más de 5,00.
7,00.

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Preparando una disolución amortiguadora
 
Necesitas preparar una disolución amortiguadora de pH básico. ¿Qué mezcla consideras más adecuada para hacerlo?
  
Cloruro de sodio y ácido acético.
NaNO3 y NH3.
Amoniaco y cloruro de amonio.
Na2S y H2S.