Simulador de tampones
Ecuaciones de esta simulación
| pKa | Tampón | el pH al que el ácido está disociado a medias; un tampón funciona mejor a menos de 1 unidad de él | |
|---|---|---|---|
| [A⁻] ÷ [HA] | proporción de forma básica a forma ácida | Henderson-Hasselbalch: añadir ácido convierte A⁻ en HA, añadir base lo contrario, y el pH sigue el logaritmo de la proporción |
Con los valores actuales:
| C_T | Concentración total del tampón (mM) | forma ácida más forma básica, diluidas por el volumen de las adiciones | |
|---|---|---|---|
| Kw | producto iónico del agua | 10⁻¹⁴ a 25 °C | |
| [H⁺] | concentración de iones hidrógeno | resuelta de forma exacta con este balance de protones, así que el pH es correcto incluso lejos del pKa, donde falla Henderson-Hasselbalch |
Con los valores actuales:
| β | capacidad tampón | moles de ácido o base fuerte por litro necesarios para mover el pH en 1; máxima a pH = pKa y proporcional a C_T |
|---|
Con los valores actuales:
| V | volumen | empieza en 100 mL en cada vaso; el agua sola no tiene nada que absorba el ácido añadido, así que su pH cae directamente a unos −log del exceso |
|---|
Con los valores actuales:
Cómo usar el simulador de tampones
- El vaso de la izquierda tiene un tampón y el de la derecha el mismo volumen de agua sola. Pulsa Añadir ácido o Añadir base, o elige seguir añadiendo, y la misma cantidad va a los dos. Los líquidos se tiñen como con indicador universal y el pH aparece encima de cada vaso.
- En el tampón las moléculas azules de la forma ácida se vuelven amarillas (forma básica) al añadir base y vuelven al añadir ácido, mientras los puntos rojos de H₃O⁺ siguen escasos. En el agua cada gota aparece como H₃O⁺ u OH⁻ libre y el pH salta varias unidades. El gráfico dibuja la curva de valoración completa en ambos sentidos para cada vaso.
- Cambia el tampón, su concentración y la proporción inicial de base a ácido. Un tampón es más fuerte en su pKa y cuando está concentrado, y se rinde cuando una de las formas se agota, como muestra el dato de cuánto ácido o base más puede aguantar. Para preparar uno a un pH concreto, usa la Calculadora de tampones.
Preguntas frecuentes
¿Cómo funciona un tampón?
Contiene juntos un ácido débil y su base conjugada, como el ácido acético y el acetato. El H⁺ añadido lo recoge la base (A⁻ + H⁺ → HA) y el OH⁻ añadido lo neutraliza el ácido (HA + OH⁻ → A⁻ + H₂O). En vez de cambiar mucho el H⁺ libre, cambia un poco la proporción de A⁻ a HA, y el pH sigue el logaritmo de esa proporción.
¿Qué es la ecuación de Henderson-Hasselbalch?
pH = pKa + log₁₀([A⁻] ÷ [HA]). Con cantidades iguales de forma ácida y básica el pH es igual al pKa; diez veces más base da pKa + 1, diez veces más ácido pKa − 1. Es una aproximación excelente entre pKa − 1 y pKa + 1 a concentraciones normales, y la simulación la muestra junto al pH exacto.
¿Qué es la capacidad tampón?
Cuánto ácido o base fuerte puede absorber un tampón por unidad de cambio de pH. Es máxima a pH = pKa, cae a ambos lados y es proporcional a la concentración total: un tampón de 100 mM resiste diez veces más ácido que uno de 10 mM. Elige un tampón cuyo pKa esté a menos de 1 del pH que necesitas.
¿Por qué cae tanto el pH del agua con una gota de ácido?
El agua pura solo tiene 10⁻⁷ M de H⁺. Un mililitro de HCl 1 M en 100 mL da unos 0,01 M de H⁺, cien mil veces más, así que el pH cae de 7 a 2. En un tampón el mismo ácido se convierte en el ácido débil HA y el H⁺ libre apenas cambia.
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