Cómo calcular el pH de soluciones buffer

Escrito por andy pasquesi | Traducido por mariana palma
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Cómo calcular el pH de soluciones buffer
Medición de la sal conjugada de una solución buffer. (solution and powder image by Radu Razvan from Fotolia.com)

Un buffer es una solución acuosa diseñada para mantener un pH constante, incluso al ser expuesta a pequeñas cantidades de ácido o base. Ya sea ácida (pH<7) o básica (pH>7), una solución buffer consiste de un ácido débil o una base débil mezclados con una sal de su base o ácido conjugados, respectivamente. Para calcular el pH de una solución, debes usar la ecuación Henderson-Hasselbalch para buffers ácidos: pH = pKa + log10([A-]/[HA]), donde Ka es la constante de disociación del ácido débil, [A-] es la concentración de la base conjugada y [HA] es la concentración del ácido débil.

Para buffers básicos (o alcalinos), la ecuación Henderson-Hasselbach es pH = 14 - (pKb + log10([B+]/[BOH])), donde Kb es la constante de disociación de la base débil, [B+] es la concentración del ácido conjugado y [BOH] es la concentración de la base débil.

Nivel de dificultad:
Moderado

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Necesitarás

  • Una balanza digital
  • Una calculadora gráfica

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Instrucciones

    Calcular el pH de soluciones buffer ácidas

  1. 1

    Multiplica el volumen (en litros) del ácido débil por su concentración (en moles/litro). Esto te da el número total de moléculas de ácido que estarán presentes en la solución buffer final.

  2. 2

    Usa la balanza para pesar la sal de la base conjugada que usarás para crear la solución buffer. Registra la masa en gramos.

  3. 3

    Divide esta masa entre el peso molar (en gramos por mol) de la sal para determinar el número total de moles que contiene la muestra.

  4. 4

    Busca la constante de disociación del ácido débil (Ka). Dirígete a la sección Recursos para obtener una lista extensiva de valores Ka.

  5. 5

    Suma el volumen del ácido débil (en litros) al volumen de agua en la que vas a disolver la sal de la base conjugada (en litros). Este valor representa el volumen final de la solución buffer.

  6. 6

    Divide el número de moles de la molécula de ácido débil (del Paso 1) entre el volumen total de la solución buffer (del Paso 5). Esto te dará [HA], la concentración del ácido débil en el buffer.

  7. 7

    Divide el número de moles de la sal de la base conjugada (del Paso 3) entre el volumen total de la solución buffer (del Paso 5). Esto te dará [A-], la concentración de la base conjugada en el buffer.

  8. 8

    Usa tu calculadora para determinar el logaritmo estándar (log 10) de la constante de disociación del ácido débil (del Paso 4). Multiplica el resultado por -1 para obtener el valor pKa.

  9. 9

    Divide el valor de [A-] (del Paso 7) entre el valor de [HA] (del Paso 6).

  10. 10

    Usa tu calculadora para determinar el logaritmo estándar del resultado del Paso 9.

  11. 11

    Suma los resultados de los Pasos 8 y 10 para calcular el pH de la solución buffer.

    Calcular el pH de soluciones buffer básicas o alcalinas

  1. 1

    Multiplica el volumen (en litros) de la base débil por su concentración (en moles/litro). Esto te da el número total de moléculas base que estarán en la solución buffer final.

  2. 2

    Usa la balanza para pesar la sal del ácido conjugado que usarás para crear el buffer. Registra la masa en gramos.

  3. 3

    Divide la masa entre el peso molar (en gramos por mol) de la sal para determinar el número total de moles que contiene la muestra.

  4. 4

    Busca la constante de disociación (Kb) de la base débil. Dirígete a la sección Recursos para obtener una lista extensiva de valores de Kb.

  5. 5

    Suma el volumen de la base débil (en litros) al volumen de agua en el que planeas disolver la sal de ácido conjugado (en litros). Este valor representa el volumen final de la solución buffer.

  6. 6

    Divide el número de moles de molécula de base débil (de la Sección 2, Paso 1) entre el volumen total de la solución buffer (de la Sección 2, Paso 5). Esto te da [BOH], la concentración de la base débil en el buffer.

  7. 7

    Divide el número de moles de molécula de sal de ácido conjugado (de la Sección 2, Paso 3) entre el volumen total de la solución buffer (de la Sección 2, Paso 5). Esto te da [B+], la concentración de ácido conjugado en el buffer.

  8. 8

    Usa tu calculadora para determinar el logaritmo estándar (log 10) de la constante de disociación de la base débil (de la Sección 2, Paso 4). Multiplica el resultado por -1 para obtener el valor de pKb.

  9. 9

    Divide el valor de [B+] (de la Sección 2, Paso 7) entre el valor de [BOH] (de la Sección 2, Paso 6).

  10. 10

    Usa tu calculadora para determinar el logaritmo estándar del resultado de la Sección 2, Paso 9.

  11. 11

    Suma los resultados de los Pasos 8 y 10 para calcular el pOH de la solución buffer.

  12. 12

    Resta el pOH a 14 para determinar el pH de la solución buffer.

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