Objetivos:
1. Preparar experimentalmente diferentes soluciones amortiguadoras.
2. Determinar el pH de las soluciones anteriormente preparadas.
3. Establecer la relación entre el pH y un amortiguador.
Resumen
Preparamos soluciones amortiguadoras de Acido Cítrico/Citrato de sodio, fosfato dibásico de sodio, fosfato monobásico de potasio; hicimos mediciones de pH a distintos volúmenes de cada amortiguador, y se estableció la relación que existe entre el pH y el amortiguador. Se concluyó que el pH de una solución amortiguadora depende de la naturaleza del acido débil que lo integra, es decir del pKa de acido.
Marco Teórico:
Solución amortiguadora es aquella que se opone los cambios de pH cuando se agrega ácido o álcali. Tales soluciones se utilizan en muchos experimentos bioquímicos en los cuales se necesita controlar exactamente el pH.
De la ecuación de Henderson-Hasselbalch, se puede deducir que el pH de una solución amortiguadora depende de dos factores uno es el de pKa y el otro es la proporción de sal a ácido. Esta proporción se considera igual a las cantidades de sal y ácido mezclado en el intervalo de pH entre 4 y 10, donde la concentración de hidrogeniones e hidroxilos del medio acuoso son muy baja y se puede ignorar.
PH = pKa + log 10 [sal] / [ácido]
Tomemos por ejemplo los amortiguadores de acetato que están compuestos por una mezcla de ácido acético y acetato de sodio:
CH3COOH ↔ CH3COO- + H+
CH3COONa → CH3COO- + Na+
Puesto que el ácido acético está tan solo débilmente disociado, la concentración de ácido será casi la misma que se agregó a la mezcla; en la misma forma la concentración de iones acetato puede ser considerada como igual a la concentración de acetato de sodio añadido a la mezcla, ya que la sal estará completamente disociado. La máxima capacidad amortiguadora de la solución se cumple cuando la concentración de la sal es igual a la concentración del ácido, en este punto pH = pKa. Si el pKa del ácido acético es 4.8, en la práctica las soluciones amortiguadoras se usan en el intervalo de pH entre 3.8 y 5.8, es decir 1 unidad alrededor del pKa. Esto se cumple generalmente para todas las soluciones amortiguadoras.
Algunas de las soluciones amortiguadoras que se usan más frecuentemente en el laboratorio se muestran en la Tabla 1. Como se dijo anteriormente, el intervalo útil para la mayoría de los amortiguadores es de una unidad de pH por encima o por debajo del valor de pKa.
El amortiguador que se escoja en un momento dado debe seleccionarse con cuidado, ya que los resultados experimentales pueden deberse a efectos específicos de los iones utilizados y no al pH. Algunos amortiguadores que producen reacciones desfavorables son: boratos, citratos, fosfatos y tris.
Tabla 1: Amortiguadores usados en investigaciones biológicas.
| Ácido o base | pka | pKa | pKa |
| Ácido fosfórico | 2.1 | 7.2 | 12.3 |
| Ácido cítrico | 3.1 | 4.8 | 5.4 |
| Ácido carbónico | 6.4 | 10.3 | - |
| Glicil glicina | 3.1 | 8.1 | - |
| Ácido Acético | 4.8 | - | - |
| Tris | 8.3 | - | - |
| Hepes | 7.6 | - | - |
Materiales
· Volumétrico de 100 mL
· Vaso químico
· Probetas
· Espátula
· Balanza
Reactivos
· Fosfato monobásico de potasio KH2PO4
Ø Causa irritación al tracto respiratorio, tos, asfixia.
Ø Ingestión: causa náusea, vómito, cólicos y diarrea.
Ø Irritante al contacto con la piel.
· Ácido cítrico
Ø Irritación al tracto respiratorio, asfixia.
Ø Irritación al tracto gastrointestinal, náusea, vómito.
Ø Irrita la piel, produce enrojecimiento, prurito u dolor.
Ø Irrita los ojos.
· Citrato Trisódico
Ø Náuseas, vómitos y calambres.
Ø Produce irritación acídica de boca y garganta.
· Fosfato dibásico de sodio
Ø Irritante del tracto respiratorio, tos, respiración acortada.
Ø Poco efecto sistémico.
Ø Vómito, diarrea, disturbios del corazón.
Ø Irrita la piel.
· Hidróxido de sodio 0.2 M
Ø Irritante severo (por inhalación) de las vías respiratorias.
Ø La ingestión puede causar quemaduras severas de la boca, garganta y estómago.
Ø Causa irritación de la piel o severas quemaduras.
· HCl
Ø Corrosivo para los ojos, la piel y membranas mucosas.
Ø Por inhalación puede causar tos, ronquera y úlceras.
Ø Por ingestión puede causar fiebre babeo, fuerte dolor de garganta, dolor de pecho.
Esquema Experimental
Capacidad amortiguadora de las sustancias
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