Uno soluzione tampone è una miscela utilizzata per evitare che il pH o il pOH del mezzo cambi quando vengono aggiunti acidi o basi forti.
Esistono due tipi di soluzione tampone:
1. Miscela di acido debole con la sua base coniugata;
2. Miscela di base debole con il suo acido coniugato.
Diamo un'occhiata agli esempi di ciascuno e di come funzionano quando viene aggiunta una piccola quantità di acido o base forte al mezzo:
1. Miscela di acido debole con la sua base coniugata:
Per formare una tale soluzione, l'acido debole viene miscelato con un sale dello stesso anione dell'acido.
Ad esempio, si consideri una soluzione tampone costituita da acido acetico (H3CCOOH(Qui)) e acetato di sodio (H3CCOONa(S)). Vedi che entrambi hanno l'anione acetato: (H3CCOO-(Qui)). La concentrazione di questi ioni è praticamente dovuta alla dissociazione del sale, che è grande. La ionizzazione acida è piccola.
Nota ora cosa succede nelle seguenti possibilità di addizione:
- Aggiunta di una piccola quantità di acido forte:
L'aggiunta di un acido forte aumenta la concentrazione dello ione idronio, H
3oh+1, e poiché l'acido acetico è un acido debole, l'anione acetato ha un'elevata affinità per il protone (H+) idronio. In questo modo reagiscono e si forma più acido acetico:
Di conseguenza, il pH del mezzo praticamente non cambia. Tuttavia, se viene aggiunto un acido sempre più forte, verrà il momento in cui tutto l'anione acetato verrà consumato e l'effetto tampone cesserà.
- Aggiunta di una piccola quantità di base forte:
L'aggiunta di una base forte aumenta la concentrazione di ioni OH-. Ma questi ioni sono neutralizzati dagli ioni H3oh+1 rilasciato nella ionizzazione dell'acido acetico:
Con questa reazione, la concentrazione di ioni H3oh+1(Qui) diminuirà e ci sarà uno spostamento dell'equilibrio verso l'aumento della ionizzazione acida e, quindi, la variazione del pH della soluzione sarà molto piccola. La concentrazione di ioni H3oh+1(Qui) sarà praticamente costante.
In questo caso esiste anche una capacità limite del buffer. Pertanto, se aggiungiamo sempre più base, l'equilibrio della ionizzazione acida si sposterà sempre più verso la sua ionizzazione, fino a consumare tutto l'acido.
2. Miscela di una base debole con il suo acido coniugato:
Questo tipo di soluzione tampone è costituito da una base debole e da una soluzione salina che contengono lo stesso catione della base.
Ad esempio, si consideri una soluzione tampone formata da idrossido di magnesio, MgOH2(ac) (base debole) e cloruro di magnesio, MgCl2(i) (sale). Entrambi contengono il catione magnesio (Mg2+(Qui)). Gli ioni magnesio presenti nel mezzo sono praticamente tutti derivati dalla dissociazione del sale, essendo debole la dissociazione della base:
- Aggiunta di una piccola quantità di acido forte:
In questo caso, gli ioni H3oh+1 proveniente dall'aggiunta di acido forte sarà neutralizzato dagli ioni OH-, proveniente dalla dissociazione di basi deboli. Questo sposterà l'equilibrio di dissociazione di base a destra.
Pertanto, la variazione del pH (se presente) sarà molto piccola, poiché la concentrazione di ioni OH- rimane costante. L'effetto tampone cesserà quando l'intera base sarà dissociata.
- Aggiunta di una piccola quantità di base forte:
La base forte aggiunta subisce la dissociazione rilasciando ioni OH-. Poiché l'idrossido di magnesio è una base debole, il magnesio rilasciato per dissociazione dal sale avrà una maggiore tendenza a reagire con l'OH-:
Pertanto, l'aumento degli ioni OH- è compensato dall'aumento proporzionale di Mg(OH)2(ac). Di conseguenza, il pH non subisce grandi cambiamenti.
Questo effetto termina quando tutto il catione magnesio è stato consumato.
di Jennifer Fogaça
Laureato in Chimica
Fonte: Scuola Brasile - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/o-que-uma-solucao-tampao.htm
