Disoluciones Reguladoras IES La Magdalena Avilés Asturias Si Añadimos

Disoluciones reguladoras
IES La Magdalena.
Avilés. Asturias
Si añadimos una pequeña cantidad de ácido o base a agua pura, el pH
varía bruscamente, pero se pueden evitar estas alteraciones mediante
el empleo de las llamadas disoluciones reguladoras, amortiguadoras,
tampones o buffer, ya que estas disoluciones pueden mantener el pH
prácticamente invariable aunque se adicionen cantidades moderadas de
un ácido o una base.
Una disolución reguladora se forma mezclando:
Un ácido débil
Una sal procedente del ácido y de una base fuerte
Una base débil
Una sal procedente de la base y de un ácido fuerte.
E
Notación:
NaCH3COO/CH3COOH
jemplos de disoluciones reguladoras:
Ácido débil: ácido acético (etanoico).
S
Notación:
NaHCO3/H2CO3
al del ácido: acetato de sodio (etanoato de sodio)
Ácido débil: ácido carbónico
S
Notación:
NH4Cl/NH3
al del ácido: hidrógeno carbonato de sodio (bicarbonato de
sodio)
Base débil: amoniaco
Sal: cloruro de amonio
Estas disoluciones mantienen el pH prácticamente invariable ya que la
combinación de un ácido débil y su base conjugada (que suministra la
sal disuelta); o la de una base débil y su ácido conjugado (sal
disuelta), permiten retirar de la disolución los iones oxonio o
hidróxido generados al añadir un ácido o una base.
*
D isolución reguladora NaCH3COO/CH3COOH
La sal estará totalmente disociada:
E l ácido (débil) estará disociado solo en parte:
Hay que tener en cuenta que el ácido estará mucho menos disociado que
en agua pura, ya que la existencia de los iones acetato (CH3COO-)
procedentes de la disociación de la sal provocará que el equilibrio se
desplace hacia la izquierda (ácido sin disociar).
S i ahora se añade un ácido (iones H3O+) los abundantes iones
acetato, procedentes de la sal, reaccionarán con ellos retirándolos de
la disolución según:
S i se añade una base los iones OH- son neutralizados por los
iones H3O+, procedentes de la disociación del ácido débil, que tenderá
ahora a disociarse más:
La capacidad reguladora depende de la concentración del ácido y la
sal. A mayor concentración, más capacidad amortiguadora.
*
D isolución reguladora NH4Cl/NH3
La sal estará totalmente disociada:
L a base (débil) estará disociada solo en parte:
Hay que tener en cuenta que, de forma análoga al caso visto
anteriormente, la base estará mucho menos disociada que en agua pura,
ya que la existencia de los NH4+ procedentes de la disociación de la
sal provocará que el equilibrio se desplace hacia la izquierda (NH3
sin disociar).
S i ahora se añade una base (iones OH-), los abundantes iones
NH4+, procedentes de la sal, reaccionarán con ellos retirándolos de la
disolución según:
S i se añade un ácido los iones H3O+ son neutralizados por los
iones OH- procedentes de la disociación de la base débil:
La capacidad reguladora depende de la concentración de la base y la
sal. A mayor concentración, más capacidad amortiguadora.

No es difícil calcular el pH de una disolución reguladora.
Consideremos la disolución NaCH3COO/CH3COOH.
C omo la sal está totalmente disociada podemos afirmar que la
concentración del ión CH3COO- en disolución es el de la sal:
S i consideramos ahora el equilibrio de disociación del ácido
débil podemos considerar (recordar que el ácido está mucho menos
disociado que en agua pura debido al efecto del ión CH3COO- que
desplaza el equilibrio hacia la izquierda) con muy poco error que:
Por tanto podemos escribir la constante para el equilibrio del ácido
en la forma:

Despejando y operando:

En la práctica, para buscar la disolución adecuada, se busca un ácido
(o base) cuyo pK esté próximo al pH que se desee mantener y se ajusta
al pH deseado regulando el cociente [sal]/[ácido].
Ejemplo 1 (Oviedo. 2011-2012)
Dispone de una disolución reguladora de amoniaco (NH3) y cloruro de
amonio (NH4Cl). Escriba y justifique la ecuación química que muestra
cómo reacciona la disolución reguladora preparada:
a.
Cuando se le añade una pequeña cantidad de ácido fuerte.
b.
Cuando se le añade una pequeña cantidad de base fuerte.
Solución:
a ) La sal estará totalmente disociada y la base (débil) estará
disociada solo en parte, estableciéndose el equilibrio
correspondiente:

Si añadimos un ácido fuerte, los iones H3O+ son neutralizados por los
iones OH- procedentes de la disociación de la base débil :

b.
S i ahora se añade una base (iones OH-), los abundante
iones NH4+ procedentes de la sal, reaccionarán con ellos
retirándolos de la disolución según:
Ejemplo 2 (Oviedo. 2009-2010)
Dispone de disoluciones acuosas de las siguientes sustancias: NH3 ,
HCl, NaOH, KCN, NH4Cl y CH3COOH.
a.
indique, de forma razonada, las disoluciones que utilizaría para
preparar una disolución reguladora.
b.
Escriba y justifique la ecuación química que muestre cómo
reacciona la disolución reguladora preparada cuando se le añade
una pequeña cantidad de ácido fuerte.
Solución:
E legiríamos NH3 (base débil) y NH4Cl (sal de ácido fuerte)
La sal estará totalmente disociada:
L a base (débil) estará disociada solo en parte:
Hay que tener en cuenta que, de forma análoga al caso visto
anteriormente, la base estará mucho menos disociada que en agua pura,
ya que la existencia de los iones NH4+, procedentes de la disociación
de la sal, provocarán que el equilibrio se desplace hacia la izquierda
(NH3 sin disociar).
S i se añade un ácido los iones H3O+ son neutralizados por los
iones OH-, procedentes de la disociación de la base débil :
Debido a esta neutralización el pH se mantendrá invariable.
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