SOLUCIONES BUFFER (ION COMN)

SOLUCIONES BUFFER (ION COMN)Diego Fernando Noguera Crdoba Sandro Yovany Ruiz chilito Eliana Mayerly Cuellar AcevedoFelipe Andrs Guevara Valderrama

Principio de Le Chatelier Cuando un sistema que se encuentra en equilibrio dinmico, es perturbado por una variacin de presin, temperatura, volumen o cantidad de alguno de los componentes, el sistema pierde su estado de equilibrio; sin embargo el mismo sistema se desplaza de tal forma que minimiza el efecto de dicha perturbacin hasta alcanzar un nuevo estado de equilibrio.

Ion ComnEl ion comn se encuentra en las propiedades de disoluciones acido-base en las que estn disueltos dos solutos con el mismo ion.El efecto del ion comn es el desplazamiento del equilibrio causado por la adicin de un compuesto con la sustancia disuelta . El efecto de ion cumun tiene un papel determnate en el pH de una disolucin y en la solubilidad de una sal poco soluble La presencia de un ion comn suprime la ionizacin de un acido o de una base dbil.

Por ejemplo, cuando el acetato de sodio (CH3COONa) y el acido actico (CH3COOH) se disuelven en la misma disolucin, se disocian y se ionizan para producir iones CH3COO-

CH3COONa (s) CH3COO- (ac) + Na+(ac)

CH3COOH(ac) CH3COO-(ac) + H +(ac)

H2OEl CH3COONa es un electrolito fuerte por lo que se disocia por complete en la disolucin, pero el CH3COOH es un acido dbil y se ioniza solo en parte de acuerdo con el principio de Le Chaterlier, la adicin de iones CH3COO- provenientes de CH3COONa a una disolucin de CH3COOH , suprime la ionizacin del acido (es decir , desplaza el equilibrio hacia la izquierda) , con lo que disminuye la concentracin de iones de hidrogeno. En consecuencia, una disolucin que contenga CH3COOH y CH3COONa sera menos acida que la que solo contenga CH3COOH a la misma concentracin. El desplazamiento del equilibrio de la ionizacin del acido actico lo originan los iones acetato de la sal. El CH3COO- es el ion comn por que lo aportan tanto el CH3COOH como CH3COONa.

Considerando que el pH de una disolucion que con tiene un acido dbil, HA, y una sal soluble de acido, por ejemplo NaA. Se comienza por escribir :HA(ac) + H2O(l) H3O+ (ac) + A-(ac)O simple menteHA(ac) H+ (ac) + A-(ac)

La constante de ionizacion Ka esta dada por

Ka =

Efecto Del Ion Comn Relacionada Con El PH De Una Disolucin Y En La Solubilidad De Una Sal Poco Soluble

Se reordena la ecuacin

[ H+]=

Al tomar el logaritmo negativo de ambos lados de la ecuacin se obtiene

O

Asi que

Donde pKa= -log KaEsta ecuacin se conoce como la ecuacin de Henderson-Hasselbalch. La forma mas general de esta ecuacin es:

HA es el acido y A- es la base conjugada. De modo que si se conoce la Ka y las concentraciones del acido y de su sal se pueden calcular el pH de la solucin.

Soluciones BufferTambin conocidas como soluciones tampn y reguladoras o amortiguadora es una solucin de un acido dbil o una base dbil y su sal. Los dos componentes de ben estar presentes. La disolucin tiene la capacidad de resurtir los cambios de pH cuando de se agregan pequeas cantidades tanto de cidos como de bases .Una disolucin amortiguadora debe contener una concentracin relativa mente grande de acido para reaccionar con os iones OH- que se le aadan; y tambien deben contenr una concentracion semejante de base para que reaccione con la cantidad de iones H+ que sele aadan.

Una disolucin amortiguadora simple puede preparar al mezclar cantidades semejantes de acido actico (CH3COOH), y su sal acetato de sodio (CH3COOHNa) en medio acuoso. Se supone que las concentraciones en equilibrio del acido y la nase conjugada (que provienen del CH3COONa) son iguales a las concentraciones inciales. Una disolucion que contenga estas dos sustancias tiene la capacidad de neutralizar a un acido o una base que se le agreguen. El acetato de sodio, un electrolito fuerte de disocia por completo en agua

CH3COONa (s) CH3COO- (ac) + Na+(ac)

H2OSise aade un acido, los iones H+ sern con sumidos por la base conjugada CH3COO- del amortiguador de acuerdo con la ecuacin

CH3COO- (ac) + H+ (ac) CH3COOH(ac)

Si se aade una base al sistema regulador, los iones OH- sern neutralizados por el acido del amortiguador CH3COOH (ac) + OH- (ac) CH3COO(ac) + H2O(l)

Como se puede ver, las dos reacciones que caracterizan el sistema amortiguador son idnticas a las del efecto ion comun. La capacidad amortiguadora, es decir, la efectividad de la disolucin reguladora, depende de la cantidad de acido y dbase conjugada que constituyen el amortiguador. Entre mayor sea esta cantidad mayor ser la capacidad amortiguadora.

Suponiendo que se desea preparar una disolucin amortiguadora con cierto pH. Cmo se hara? Si las concentraciones molares del acido y su base conjugada son mas o menos iguales, es decir [ acido]= [ base conjugada], entonces Log = = 0

O bien pH = pKa

Preparacin De Una Disolucin Reguladora Con Un pH Especifico

As pues para preparar una disolucin reguladora se trabaja a la inversa. Primero se selecciona un acido dbil cuyo pKa este muy cerca del valor de pH deseado. En seguida se sustituye los valores de pH y pKa en la ecuacin: Ka= para obtener el cociente [base conjugada]/ [acido]. Este cociente se puede transformar en cantidades molares para preparar la disolucin amortiguadora.

En general cuando en qumica se habla de una reaccin acido base se hace referencia es al tipo de cambio que ocurre cuando se mezcla soluciones acidas y bsicas. La titulaciones acido base es una de las tcnicas mas importantes de la qumica analtica. El procedimiento general consiste en determinar la cantidad de una acido por la adicin de una cantidad medida y equivalente de una base o viceversa.Titulaciones acido-base y curvas de TitulacinQu ocurre cuando se mezcla una solucion de acido fuerte como HCl con la solucion de una base fuerte como NaOH ? El resultado es el siguiente: HCl + NaOH NaCl + H2O Tanto HCl como NaOH son electrolitos fuertes disociados en un 100%; NaCl es una sal neutra. En consecuencia se puede considerar que en realidad se aade es una solucin de OH- a otra de H+ que se neutraliza segn la reaccin:

H+ + OH- H20I. Acido fuerte mas base fuerteEsta reaccin se llama a menudo reaccion de neutralizacin ya que si se aade justamente la cantidad suficiente de base para reaccionar con todo el acido, la solucin se vuelve neutra.Constantes De Ionizacin De Algunos cidosNombre del acidoFormula KaBase conjugadaKbAcido fluorhdricoHF7.1x10-4

F-

1.4x10-11

Acido nitrosoNHO2

4.5x10-4

NO-2

2.2x10-11

Acido acticoCH3COOH

1.8x10-5

CH3COO-

5.6x10-10

Acido fosfricoH3PO4

7.5x10-3

H2PO-4

1.3x10-12

Ion dihidrogeno fosfatoH2PO-4

6.2x10-8

HPO-24

1.6x10-7

Ion hidrogeno fosfatoHPO2-4

4.8x10-13PO3-4

2.1x10-2Acido sulfuricoH2SO4

Muy grandeHSO-4

Muy pequeoIon hidrogeno sulfatoHSO-41.3x10-2

SO2-4

7.7x10-13