Solución tampón es una mezcla homogénea que no cambia el pH ni el pOH cuando se agregan pequeñas cantidades de ácido fuerte o base fuerte a esta mezcla. Sin embargo, la mezcla no cambia el pH ni el pOH solo si presenta una de las dos composiciones siguientes:
Enchufar ácido (pH menor a 7):
Tiene un ácido débil mezclado con un sal soluble que tiene el mismo anión, como el ácido cianhídrico (HCN) y el cianuro de potasio (KCN), que tienen el mismo anión cianuro (CN).
Tampón básico (pH superior a 7):
Base débilmente mezclado con una sal que tiene el mismo catión, como el hidróxido de zinc [Zn (OH)2] y cloruro de zinc (ZnCl2), que tienen el mismo catión zinc (Zn+2).
Es importante, para comprender la influencia que tiene una solución tampón sobre la recepción de un ácido o base fuerte, recordar cuándo los ácidos y las bases se consideran fuertes:
→ Ranking de bases en términos de fuerza
fuerte: bases con elementos químicos de las familias IA (metales alcalinos) y IIA (metales alcalinotérreos), a excepción del magnesio;
débil: bases que tienen el elemento magnesio y otro, siempre que no pertenezca a las familias IA y IIA.
→ Clasificación de ácido para la fuerza
a) Para hidratos (ácidos libres de oxígeno):
fuerte: solo HCl, HBr y HI;
moderados: Solo HF;
débil: cualquier otro hidróxido.
b) Para oxiácidos (ácidos con oxígeno):
fuerte: cuando la resta del número de oxígenos por el número de hidrógenos es igual o superior a 2;
moderados: cuando la resta del número de oxígenos por el número de hidrógenos es igual a 1;
débil: cuando la resta del número de oxígenos por el número de hidrógenos es igual o menor que 0.
Influencia de agregar una base fuerte a un búfer
Para explicar, usemos el solución tampón formado por hidróxido de zinc [Zn (OH)2] y la sal soluble de cloruro de zinc (ZnCl2), que recibirá una pequeña cantidad de base fuerte de hidróxido de sodio (NaOH). Vea los saldos presentes en esta solución tampón:
Ecuación de equilibrio de disociación base
El equilibrio se desplaza hacia la izquierda porque la base es débil.
Ecuación de equilibrio de disociación de sal
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El equilibrio se desplaza hacia la derecha porque la sal es soluble.
La base fuerte tiene el siguiente equilibrio:
Ecuación de equilibrio de disociación base
El equilibrio se desplaza hacia la derecha porque la base es fuerte.
La base fuerte agregada libera el anión hidróxido (OH) en el agua.-), que tiene una alta afinidad por los cationes de zinc (Zn+2) de la sal en el segundo equilibrio. La asociación entre hidróxido y zinc forma hidróxido de zinc:
ecuación de formación de bases
Entonces el OH- de base disminuye la cantidad de zinc en el segundo equilibrio y aumenta la cantidad de base [Zn (OH)2], provocando que se disocie más y libere cationes Zn+2 en el primer equilibrio. Como no vamos a tener un cambio en la cantidad de hidróxido en el medio, por lo tanto, el pH no cambia.
Influencia de agregar un ácido fuerte a un tampón
Para explicarlo, usemos el tampón formado por hidróxido de zinc [Zn (OH)2] y por la sal soluble de cloruro de zinc (ZnCl2), que recibirá una pequeña cantidad de ácido yodhídrico (HI), que es fuerte. Ver los saldos presentes en la tapa:
Ecuación de equilibrio de disociación base
El equilibrio se desplazó hacia la izquierda porque la base es débil.
ecuación de balance de sal
El equilibrio se desplazó hacia la derecha porque la sal es soluble.
El ácido fuerte tiene el siguiente equilibrio:
Ecuación de equilibrio ácido
El equilibrio se desplazó hacia la derecha porque el ácido es fuerte.
El ácido agregado produce el catión hidronio en agua (H+), que tiene una alta afinidad por los iones hidróxido (OH-) desde la base. La asociación entre hidronio e hidróxido forma una molécula de agua:
ecuación de formación de agua
Entonces la H+ de ácido disminuye la cantidad de hidróxidos en el primer equilibrio, aumentando la disociación de la base. Como no vamos a tener un cambio en la cantidad de hidróxido en el medio, por lo tanto, el pH no cambia.
Por mí. Diogo Lopes Dias
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DÍAS, Diogo Lopes. "¿Qué es una solución tampón?"; Escuela Brasil. Disponible: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-uma-solucao-tampao.htm. Consultado el 27 de julio de 2021.
