Capacidad amortiguadora

hablemos de la capacidad buffer la capacidad buffer es una propiedad de las soluciones buffer también conocidas como soluciones amortiguadores y nos dice que tanto ha sido base podemos agregar antes de que el ph cambia básicamente conforme la capacidad buffer aumenta lo voy a abreviar como cp conforme la capacidad buffer aumenta podemos agregar más de nuestro ácido o de nuestra base antes de que el ph empiece a cambiar mucho esta definición se ve muy vaga pero hagamos un ejemplo para ver qué significa exactamente veamos un ejemplo donde usemos ácido acético como nuestro buffer ácido acético sh3d o h y para no decirlo todo vamos a abreviar lo como h y se encuentra en solución acuosa y es una reacción reversible en donde se forma el lyon h más dice h3c o menos o acetato entonces para este ejemplo vamos a abreviar el acetato como a menos y bueno más información sobre esta solución buffer en particular es que el caa para el ácido acético es igual a 1.8 por 10 a la menos 5 y si sacamos el menos logaritmo de eso obtenemos el pk a que también es útil el pk del ácido acético es 4.74 esto nos dice mucho sobre el comportamiento de la solución buffer y bueno lo último que necesitamos saber para predecir el comportamiento de nuestro buffer es la relación entre el h y el a menos vamos a ver tenemos una solución buffer donde a menos / h es igual a 1.82 basándonos en esta relación podemos calcular el ph entonces el ph inicial de la solución buffer antes de que agreguemos algún ácido base lo vamos a calcular usando la ecuación de henderson hash el back esa ecuación nos dice que el ph es igual al pk más el logaritmo de la concentración de a menos o acetato entre la concentración de ácido acético si no se sienten muy seguros de usar esta ecuación o quieren saber de dónde viene tenemos otros vídeos sobre eso les recomiendo que los vea en este vídeo vamos a usar esta ecuación tal como está entonces vamos a sustituir nuestros valores sabemos que el pk inicial es igual a 4 punto 74 + el logaritmo de 1.82 que es la relación de a menos entre h así que el ph inicial es igual a 5.00 que ahora vamos a analizar dos soluciones buffer diferentes las dos están hechas de ácido acético y acetato vamos a llamar las buffer 1 y buffer 2 entonces buffer 1 tiene una relación a menos h a igual a 1.82 así que el ph es igual a 5 y la concentración de a menos antes de que agreguemos algo es 0.90 molar y la concentración de h a es 0.49 molar y al segundo buffer con el que vamos a comparar vamos a llamarlo buffer 2 esta solución también tiene la misma relación ha sido base excepto que las dos concentraciones van a ser diez veces más pequeñas que las de la buffer 1 así que la concentración de a menos es 0.0 90 molar y la concentración de ácido acético es 0.0 49 molar entonces vamos a ver qué pasa con el ph de estas dos soluciones miren al inicio las dos tienen un ph de 5 pero que tanto cambiará cuando agreguemos 0.04 moles de una base fuerte hidróxido de sodio a un litro de solución buffer bueno como es una solución buffer o amortiguador a sabemos que resistirá el cambio de ph pero qué es lo que ocurre exactamente cuál es la reacción cuando agregamos eso bueno cuando agregamos la base fuerte que se disocia para formar o h - va a reaccionar con el ácido en la solución buffer entonces nuestro ácido s h3c o h y siempre suponemos que una base fuerte reacciona irreversiblemente entonces pondremos una flecha con un solo sentido cuando tenemos un ácido débil y aquí lo que pasa es que este protón reacciona con él para formar h2o agua y nos queda de h3c o menos esta es nuestra base y observen que el hidróxido reaccionará uno a uno con nuestro ácido débil produciendo un equivalente de nuestra base entonces ya podemos usar esta información para calcular lo que ocurre con nuestro buffer cuando agregamos 0.04 moles de hidróxido de sodio y lo que sucede es que va a reaccionar con nuestro ácido eso significa que la concentración del ácido acético disminuye 0.04 molar así que la nueva concentración después de que reacciona es 0.45 molar y qué ocurre con la concentración de la base bueno recuerden que cuando el ácido reaccione con el hidróxido de sodio se produce más fácil así que necesitamos ajustar la concentración de a menos porque aumenta cuando ocurre la reacción agregamos 0.04 moles de acetato y por lo tanto la nueva concentración de lyon acetato es 0.94 molar estas son nuestras concentraciones finales y ahora vamos a sustituir las de nuevo en la ecuación de henderson hazel back para calcular el ph entonces el ph de la solución buffer 1 pondré el subíndice 1 es igual a 4.74 el pk más el logaritmo de 0.94 molar entre 0.45 molar y si usamos la calculadora obtenemos que el ph después de agregar el hidróxido es 5 puntos pero 6 aumentó 0.06 y eso tiene sentido porque sabíamos que sería más alto ya que si agregamos una base se vuelve más básico y por lo tanto el ph aumenta pero no cambia mucho porque recuerden que es una solución buffer ok ahora comparemos esto con el buffer 2 si agregamos 0.04 moles de hidróxido de sodio entonces la concentración de ácido acético disminuye 0.04 molar por lo tanto la nueva concentración de h a es igual a 0.009 molar y por la misma reacción la concentración de la base aumenta como el ácido reacciona y se produce más base conjugada vamos a agregar 0.04 molar a la concentración de a menos y nos queda que la nueva concentración es 0.13 molar ok ahora vamos a sustituir esas concentraciones en la ecuación de henderson hasselbeck tenemos que el ph de nuestro buffer 2 es igual a 4 puntos 74 el pk más putts más el logaritmo de 0.3 se molar entre 0.009 molar si usamos la calculadora esto es igual a 1.16 y al sumar todo nos queda que el ph es igual a 5.90 así que el ph cambio más en el buffer 2 que en el buffer 1 el ph aumentó 0.9 en lugar de 0.06 así que comparando la capacidad buffer de estas dos soluciones podemos decir que el ph cambia menos cuando agregamos la misma cantidad de ácido o base y por lo tanto la solución buffer 1 tiene una mayor capacidad buffer y como no queremos que estas concentraciones a menos y h sean muy bajas la regla de oro es que las concentraciones de h y amenos estén entre 0.3 molar y 1.0 molar siguiendo esta regla de oro pueden hacer una solución buffer donde no tengan que preocuparse por agregar mucho ácido o base antes de que el ph cambie ya que normalmente por eso hacemos una solución buffer o amortiguador