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Consideraciones: Preparación de tampones
Nota: Si [HA ] = [A-^ ] pH = pKa
AGUA: problemas de tampones
2. [TAMPÓN] = [HA ] + [A - ]
pH = [TAMPÓN] = …M
PROBLEMA TIPO 1 (problemas 1a, 2): Calcular [TAMPÓN] y pH para unas determinadas [HA ] + [A -^ ].
- Sustituir directamente en ecuaciones ( 1. y 2.)
PROBLEMA TIPO 2 (problemas 3, 4, 5): Para preparar un tampón de [TAMPÓN] y pH determinado. Tenemos un sistema de:
- 2 ecuaciones ( 1. y 2.)
- 2 incógnitas [HA ] + [A-^ ]
Nota: ojo al despejar el log (es en base 10, no ln)
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Consideraciones: Modificación del equilibrio de los tampones
AGUA: problemas de tampones
3.1. Si se añade X mol/L de base fuerte () el equilibrio se desplaza X mol/L a la derecha.
3.2. Si se añade X mol/L de ácido fuerte () el equilibrio se desplaza X mol/L a la izquierda
[HA ] [A -^ ] + [H +^ ]
Nuevas concentraciones: Nuevo pH: fórmula 1 con [HA ] 2 y [ A-^ ] (^) 2. [HA ] 2 = [HA ] 1 - X ; [ A -^ ] 2 = [ A-^ ] 1 + X
Nuevas concentraciones: Nuevo pH: fórmula 1 con [HA ] 2 y [ A-^ ] (^) 2. [HA ] 2 = [HA ] 1 + X ; [ A -^ ] 2 = [ A-^ ] 1 - X
pH = [TAMPÓN] = …M
PROBLEMAS TIPO 3 (problemas 1b, 6, 7 y 8):
Adición
de ácidos
o bases a
tampones
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TAMPONES: Resolución problemas Puzle de Aronson
Grupo especialista 1 Problemas 4 y 5
Grupo especialista 2 Problema 6d, 6e, 6f
Grupo especialista 3 Problema 7
Grupo especialista 4 Problema 8
Organización puzle:
Etapa 1.- Grupos especialistas: resolución
del problema tipo (ver tabla abajo)
Etapa 2.- Grupos mixto: cada especialista
explica al resto del grupo el problema tipo
del cual se ha hecho responsable.
https://echaloasuerte.com/number 4
a) ¿Cuál es el pH de una mezcla de NaH 2 PO 4 0.042 M y Na 2 HPO 4 0.058 M? pKa = 6. R: 7 b) Si se añade 1 ml de NaOH 10N a un litro del tampón preparado en a.- , ¿cuánto cambiará el pH? (0.01 mol nuevas concentraciones: NaH 2 PO 4 0.032M y Na 2 HPO 4 0.068M) R: 7. c) Si se añade 1 ml de NaOH 10N a un litro de agua a pH =7, ¿cuánto cambiará el pH? R: 12
TAMPONES: Problemas
= Kw
El poder tamponante
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5) El pH interno de una célula hepática es 6.65. Calcula las concentraciones de las especies componentes del tampón fosfato si la concentración total de fosfato en el hígado es de 30 mM. ¿Puede el fosfato actuar como tampón en estas condiciones? ¿Por qué? En caso afirmativo, ¿a qué pH presentaría la máxima capacidad tampón? Datos: ácido fosfórico pKa1=2.1; pKa2=6.9; pKa3=12.3. R: [H 2 PO 4 - ]=19.2 mM, [HPO 4 2-]=10.8 mM; 5.9-7.9; pH=pKa2=6.
6) Describe la preparación de 1 L de tampón fosfato potásico 0.045 M pH 7.5, a partir de: (a) fosfato monopotásico (136 Da) y fosfato bipotásico (174 Da). (b) disoluciones 0.045 M de los dos fosfatos anteriores. (c) ácido fosfórico 15 M y KOH 1.5 M. (d) fosfato monopotásico y KOH sólido (56 Da). (e) fosfato bipotásico y HCl 2 M. (f) fosfato tripotásico (212 Da) y HCl 2 M. Datos: Los pKa del ácido fosfórico son 2.1, 6.9 y 12.3. R: a) 1.22 g de KH 2 PO 4 y 6.26 g de K 2 HPO 4 , b) 200 mL KH2PO 0.045M y 800 mL de K 2 HPO 4 0.045 M; c) 3 mL H 3 PO 4 15 M y 54 mL de KOH 1.5 M; d) 6.12 g de KH 2 PO 4 y 2.02 g de KOH; e) 7.83 g K 2 HPO 4 y 4.5 mL HCl 2 M; f) 9.54 g K 3 PO 4 y 27 mL HCl 2 M
TAMPONES: Problemas
Tampones: Ecuación Henderson-Hasselbalch
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7) Se pretende estudiar in vitro la reacción enzimática catalizada por el enzima glucoquinasa de hígado de rata: Glucosa + ATP → Glucosa 6-fosfato + ADP + H+ Para mantener el pH alrededor de 7.6, que es el óptimo del enzima, disponemos de dos tampones diferentes: fosfato 0.2 M pH 7.6 y Tris 0.2 M pH 7.6. Durante la reacción se producen 0. equivalentes de H+/L. ¿Cuál es el tampón más adecuado para mantener las condiciones de la reacción lo más cerca posible de las óptimas? ¿Por qué? Calcula el pH de cada uno de los tampones al final de la reacción? Datos: pKa2 del ácido fosfórico=6.9; pKa del Tris=8.1. R: El tampón fosfato, pH final 7.13, mientras que el tampón Tris pH final 6.
8) Ismael y David son dos estudiantes de primer curso que están realizando las prácticas. En una de las sesiones prepararon una disolución tampón acetato sódico, para lo cual hicieron los cálculos y concluyeron que debían tomar 9.5 mL de ácido acético, 3.8 gramos de NaOH y añadir agua hasta un litro. (a) ¿Puedes decir cuál será la concentración del tampón? ¿Y el pH de esta disolución tampón? (b) Durante la preparación de la disolución uno de ellos, por error, añadió 20 mL de HCl 1 M. Ismael sugirió que no importaba mucho -"¡Bah!, al fin y al cabo se trata de una disolución amortiguadora y el pH no variará"-. En cambio David opinaba diferente -"Como el HCl es un ácido fuerte seguro que el pH disminuye"-. ¿Cuál de los dos estudiantes tiene razón? ¿Por qué? ¿Puedes calcular la variación de pH que se ha producido, si es que se ha producido alguna? Datos: ácido acético: Mr=60.05; densidad=1.05 g/mL, (17.5 M); pKa=4.75. NaOH: Mr=40.0. R: a) concentración del tampón 0.17 M, pH final 4.85, b) ΔpH=0.2 unidades
TAMPONES: Problemas
Tampones: Ecuación Henderson-Hasselbalch
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