Disolución tampón

    Disolución formada por un ácido débil y su base conjugada o bien por una base débil y su ácido conjugado, en la que la adición de pequeñas cantidades de ácidos o de bases no provoca cambios de su pH. Estas disoluciones también reciben el nombre de amortiguadoras, reguladoras o disoluciones buffer.

    La explicación de su comportamiento se halla en el hecho de que una de las dos sustancias que contiene es capaz de reaccionar con los iones H3O+ (lo que equivale a decir que se une a los iones H+), mientras que la otra reacciona con los OH-.

    Suponiendo, por ejemplo, una disolución formada por ácido acético (ácido débil), CH3 ? COOH, y una de sus sales, el acetato sódico, la disociación del ácido acético conduce a:

    Lógicamente, esta reacción está muy desplazada hacia la izquierda por la fuerte concentración de los iones acetato, CH3 ? COO-, lo que posibilitará la reacción:

    proceso que amortiguará la variación del pH en caso de que añada un ácido.

    Otro tanto sucederá si se añade una base, ya que, en este caso, los iones hidroxilo, OH-, que aparecerán como consecuencia de la disociación de ésta, reaccionarán con las moléculas de ácido acético sin disociar, según la reacción:

    amortiguándose de igual forma, la variación de pH que podría haber causado la presencia de la base añadida.

    En definitiva, en las disoluciones tampón juega un papel notable el ión común aportado por un ácido o una base, en todo caso débiles, y una sal conjugada de los anteriores.

    En general, si tenemos un ácido débil, HA, en disolución con una de sus sales, la cual aportará aniones A-, por el efecto del ión común, la reacción de disociación del ácido:

    se encontrará desplazada hacia la izquierda. En ella, designado por Ka la constante de acidez del ácido:

    Con lo que:

    Dado que pH = -log [H3O+], tomando logaritmos en la igualdad anterior y cambiando de signo:

    Igualdad que se conoce como ecuación de Henderson y que permite conocer el pH de una disolución tampón.

    Las disoluciones amortiguadoras tienen una gran importancia en Química Analítica y en Bioquímica. La mayoría de los seres vivos no soporta grandes variaciones en el pH de sus líquidos internos, por lo que en éstos existe diversas soluciones tampón que se encargan de mantener el pH de los fluidos biológicos prácticamente constante. Así, por ejemplo, el pH de la sangre se halla alrededor de 7,5 y se mantiene siempre en torno a esa cifra gracias al sistema regulador formado por el ácido carbónico, procedente de la unión del dióxido de carbono originado en el metabolismo celular con el agua, y los iones bicarbonato. Análogamente, el papel de las disoluciones tampón es notable en el papel que juegan las enzimas en la fisiología del aparato digestivo.

    La capacidad amortiguadora de una disolución no es ilimitada. Su máximo se alcanza cuando ambos componentes, ácido débil y base conjugada o, recíprocamente, base débil y ácido conjugado, se encuentran en cantidades de cierta entidad y, además, en concentraciones respectivamente iguales.