UNI VERSI DAD DE LA CO OS STA,CUC
DEPARTAM ME ENTO DE CI ENCI ASBÁSI CAS
SOLUCIONES BUFFER O AMORTIGUADORAS AMORTIGUADORAS ACIDA Y BASICA Katherine Gómez Domín!ez
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Li"i#eth M!$oz E%tra&a
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'a!"ina O(!en&o Ah!ma&a
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María )*%(!ez &e "a Cr!z
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solución buffer$ es la cantidad de "cido o base que dicha solución uede neutralizar antes de que el % del medio que est" siendo regulado cambie areciablemente. &l intervalo m"'imo de % en el que debe debe vari variar ar una una soluc solució ión n amor amorti tigu guad ador ora a es de 2 unidad unidades. es. (racia (racias s a esta esta roie roiedad dad de imedi imedirr los cambios bruscos de %$ las soluciones amortiguadoras son de gran imortancia en muchos camos de estudio$ sien siendo do el m"s m"s imo imort rtan ante te la medi medici cina na$$ dond donde e se requie requieren ren ara ara el manten mantenimi imient ento o del % de muchos muchos sist sistem emas as biol biológ ógic icos os$$ de igua iguall form forma$ a$ tamb tambi# i#n n son son amliament amliamente e usadas en la industria agr)cola$ agr)cola$ ara la fertirrigación y la agricultura hidroónica$ en la *ndustria alimentaria$ ara conocer los ar"metros del %$ que nos ayuda a saber saber si los aliment alimentos os son atos atos ara ara consumo humano y en la industria farmac#utica$ ara el control del P% en el medicamento.
Re%! Re %!me men+ n+
En esta esta experi experienc encia ia de labora laborator torio io se estudió la solución Buffer ácida y básica, que es una soluci solución ón que puede puede absorb absorber er grande grandes s cantid cantidade ades s oder oderad adas as de ácid ácidos os o base bases, s, sin sin un ca cabio bio significativo en su p!, es decir, es una disolución que contiene unas sustancias que in"iben los cabios de p!, o concentración de ion "idrógeno de la disolución con el fin de deterinar de anera experiental el p! para estas soluciones en distintas concentraciones, los resultados obtenidos para la solución tapón acida no fueron los esperados puesto que no estuvo en el rango establecido que fue de # sino que tuvo un rango de $,%&, ientras que en la solución tapón básica si se obtuvo el establecido dando un rango de 1','$.
'a"a#r 'a"a#ra% a% C"a,e%+ C"a,e%+ (cida, básica, concentraciones, buffer, p!, rango, solución, tapón.
31 FUNDAMENTOS TE2RICOS
A#%tra-t+ A#%tra-t+
)n t"is experience of laboratory t"ere *as studied t"e solution acid and basic Buffer, *"ic" is a soluti solution on t"at t"at can absorb absorb big oderat oderate e quanti quantitie ties s of acids or bases, *it"out a significant c"ange in "is p!, t"at is to say, it is a dissolution t"at contains a fe* subs substa tanc nces es t"at t"at disa disabl ble e t"e t"e c"an c"ange ges s of p!, p!, or concentration of ion "ydrogen of t"e dissolution in order to deterine in an experiental *ay t"e p! for t"ese solu soluti tion ons s in diff differ eren entt conc concen entr trat atio ions ns,, t"e t"e resu result lts s obtain obtained ed for t"e soluti solution on tapon tapon acid acid *ere *ere not t"e a*aited a*aited ones since it *as not in t"e establis"ed establis"ed range t"at *as of # but it "ad a range of $,%&, *"ereas in t"e solu soluti tion on tap tapon on basi basic c if t"e t"e esta establ blis is"e "ed d one one *as *as obtained giving a range of 1','$.
310 DISOLUCIONES AMORTIGUADORAS +ant +anten ener er el % cons consta tant nte e es vita vitall ara ara el corr correc ecto to desa desarro rroll llo o de las las reac reacci cion ones es qu)m qu)mic icas as y bioqu)micas que tienen lugar tanto en los seres vivos como como$$ a nive nivell e'e e'eri rime ment ntal al$$ en el labo labora rato tori rio. o. Los amortiguado amortiguadores res ,tambi#n ,tambi#n llamados llamados disoluciones disoluciones amor amorti tigu guad ador oras as$$ sist sistem emas as tam tamón ón o buff buffer erss- son son aquellas disoluciones cuya concentración de rotones aenas var)a al a!adir "cidos o bases fuertes. •
Ke. /or&% /or&%++ (cid,
basic, concentrations, buffer, p!, range, solution, tapon. •
01 INTRODUCCI2N
n "cido d#bil y una sal del mismo "cido con una base fuerte ,or e/emlo$ "cido ac#tico y acetato sódicona base d#bil y la sal de esta base con un "cido fuerte ,or ,or e/emlo$ e/emlo$ amon)aco y cloruro cloruro amónico-
La concentración de rotones del agua ura e'erimenta una elevación inmediata cuando se a!ade una m)nima cantidad de un "cido cualquiera. 0 un litro de agua neutra ,% - basta a!adirle 1 ml de %l 13+ ara que el % descienda unidades. &n cambio$ si esta misma cantidad de "cido se a!ade a 1 litro de disolución amortiguadora formada or %0c50c6a 1+$ el
Las soluci solucione ones s buffer buffer son soluci solucione ones s cuya cuya concen concentra tració ción n de hidrog hidrogeni enione ones s varia varia muy oco oco al a!adir a!adirles les "cidos "cidos o bases bases fuerte fuertes. s. Las m"s sencil sencillas las est"n formadas or mezclas mezclas binarias de un "cido d#bil y una sal del mismo acido o bien$ una base d#bil y la sal de la base. La caacidad amortiguadora de una
1
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DEPARTAMENTO DE CI ENCI ASBÁSI CAS % desciende en una cent#sima$ o sea$ quinientas veces menos.
base d#biles con/ugados que neutralizan los iones %A y B%. Las soluciones amortiguadoras consisten de "cidos o bases d#biles y las sales de esos "cidos o bases. &scoger un sistema amortiguador aroiado deende de los rangos de % a amortiguar. La mayor)a de las reacciones biológicas ocurren en un rango de % que va de C a D. Los buffers de fosfato amortiguan a un rango de % de C$ a $. Los buffers de "cido carbo')lico son Etiles ara un % de F a C. Los buffers de borato funcionan en un % de D$ a 13. Los buffers de amino"cido como la glicina y la histidina ueden usarse en varios rangos de %. &l buffer Gris es uno de los sistemas amortiguadores m"s utilizados en laboratorios biológicos.
313 CARACTER4STICAS Y FUNCIONES1 Las sustancias reguladoras tienden a mantener el car"cter "cido o b"sico de una sustancia$ donde va a establecer el % de una solución. 7onde una solución reguladora "cida se reara a artir de mezclas de "cidos d#biles y sus bases con/ugadas y una solución reguladora b"sica se reara a artir de mezclas de bases d#biles y "cidos con/ugados. Las sustancias b"sicas tienden a erder caracter)sticas de sus roiedades f"cilmente en cambio las sustancias "cidas no tan f"cil hay que alicarle una mayor cantidad de sustancias si de transformarlas se trata su función es la de mantener el % de una solución determinada. Las soluciones reguladoras son caaces de mantener las "cidas o basicidad de un sistema dentro de un intervalo reducido de P%. ontienen un "cido y una base d#bil$ tienden a regular el P% de las sustancias.
317 LA ECUACI2N DE 8ENDERSON9 8ASSELBALC8 &s una fórmula qu)mica que se utiliza ara calcular el %$ de una solución buffer $ o tamón$ a artir del Ka ,la constante de disociación del "cido- y de las concentraciones de equilibrio del "cido o base$ del "cido o la base con/ugada.
La caracter)stica rincial es la de mantener estable el nivel de acidez o basicidad en una sustancia en un intervalo determinado de %. 8u función rincial es la de reservar las sales de calcio y de magnesio en un %.
315 SOLUCIONES AMORTIGUADORAS
BUFFER
O
9uffer es una o varias sustancias qu)micas que afectan la concentración de los iones de hidrógeno ,o hidrogeniones- en el agua. 8iendo que % no significa otra cosa que otencial de hidrogeniones ,o eso de hidrógeno-$ un :buffer: ,o :amortiguador:- lo que hace es regular el %. uando un :buffer: es adicionado al agua$ el rimer cambio que se roduce es que el % del agua se vuelve constante. 7e esta manera$ "cidos o bases$ adicionales no odr"n tener efecto alguno sobre el agua$ ya que esta siemre se estabilizar" de inmediato. ;
a artir del "cido clorh)drico e hidró'ido de amonio?.
316 C2MO 'RE'ARAR AMORTIGUADORAS
7óndeH •
•
+ es la sal o esecie b"sica$ y ( es el "cido o esecie "cida Gabla 1. onstante de disociación del "cido
:-i&o o #a%e :-i&o
;Ka
;Ka
;Ka
2.1
.2
12.F
F.1
4.D
.4
C.4
13.F
F.1
D.1
4.D
D.F
.C
SOLUCIONES
51 DESARROLLO E>'ERIMENTAL
Las soluciones buffer o amortiguadoras resisten los cambios de % ya que contienen "cidos
&sta e'eriencia se dividió en dos artes$ en la rimera arte se llevó a cabo la ractica sobre solución
2
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DEPARTAMENTO DE CI ENCI ASBÁSI CAS buffer acida y en la segunda arte la de solución buffer b"sica.
ig. 2 +edición del % buffer b"sico
'RIMERA 'ARTE
61 C:LCULOS Y AN:LISIS DE RESULTADOS
&n la solución buffer acida se tomó en un beaIer 133 ml de solución y se calculó la cantidad de la resectiva sal que se deb)a agregar ara obtener una solución buffer con %J y se mezcló con el %l dando la solución amortiguadora o tamón$ luego se rocedió a medir el %. &n otro beaIer se tomó 133 ml de agua destilada y se le midió igualmente el %. 8e a!adió a la solución tamón$ ml de "cido clorh)drico 3$1 + y se le midió el %$ de igual forma se a!adió al beaIer con agua destilada$ ml del %l 3$1 + y se le midió el %.
Gabla 2. 7atos buffer acido
0gua destilada 0gua destilada %l Gamón %l 8olución 9uffer
C$1 2$C1 C$13 C$4
610 ?Cómo e@;"i-aría "o% &i
•
•
ig. 1 +edición de % buffer "cido
613 In,e%ti!e a;"i-a-ione% ;r*-ti-a% eem;"o% &e "a% %o"!-ione% amorti!a&ora% o tam;one% . 5 ;area% &e *-i&o o #a%e &i
SEGUNDA 'ARTE Para la solución buffer b"sica$ se tomó en un beaIer 133 ml de solución 6%F$ se calculó la cantidad de la resectiva sal que se debió agregar ara obtener una solución buffer con %J13$ se mezcló con la base y se le midió el %. &n otro beaIer se tomó 133 ml de agua destilada y se le midió el %$ luego se a!adió a la solución tamón$ ml de hidró'ido de sodio 3$1 + y se le midió el %. 7e igual forma se a!adió al beaIer con agua$ ml de 6a%l 3$1 + y se le midió el %.
1. 2.
0gua marina B2 M B2 Para un "cido d#bilH %0 A B% N %2B A 0 0 A %FBA N %0 A %2B F. Para una base d#bilH +B% A %FBA N +A A 2%2B +A A B% N +B% Gabla F. 7atos buffer b"sico.
0gua destilada 6%F 6a%l 0gua destilada 6aB% Gamón 6aB%
C$C4 13$3C 11$3C 13$FF
615 ?Cómo e@;"i-aría "o% &i
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con/ugada en roorciones equimolares$ as) las adiciones de "cido se neutralizaran con la base con/ugada y las de base con el "cido$ deslazando las osiciones de estos en el equilibrio ero manteniendo invariante el %. 0l rearar las soluciones amortiguadoras se logró determinar que en la solución tamón acida al medir su % se obtuvo un rango or deba/o de or el cual se uede decir que udo haber un error al momento de medir los volEmenes de los reactivos a utilizar ara obtener la solución tamón o tambi#n udo ser que el %metro se encontraba
6%F y 6a%lH &n este caso el % estuvo m"s cerca que las dem"s soluciones. 0gua destilada y 6aB%H Bcurrió que al adicionarle 6aB% al agua destilada su % fue de 11$C1 y estuvo ale/ado del % que se estableció en 1$C1. Gamón y 6aB%H 8e obtuvo el % establecido el cual fue de 13$FF
616 ?'or (!= e% im;ortante mantener e" ;8 e%ta#"e en !n -!er;o &e a!a E@;"i(!e .
descontrolado$ mientras que en la solución tamón b"sica se obtuvo el % establecido el cual fue de 13 y se mantuvo en su rango. 0l rearar
Porque el agua debe mantenerse balanceada$ ara que las esecies que h"bitat en el uedan vivir confortablemente. omo tambi#n todo individuo que se beneficie de #l la encuentre ata ara su consumo$ ya que en ella no hay un control de roceso de otabilización ara mantener el % estable$ es decir en su rango.
una solución cualquiera los errores siemre van a estar resentes los cuales debemos tratar de corregirlos. Por Eltimo se uede decir las soluciones amortiguadoras cumlen un ael imortante en cualquier reacción biológica ya que no ermiten un cambio brusco de % y logran mantener las soluciones en un lugar donde el % sea ótimo ara estas.
617 ?C!*" e% "a im;ortan-ia &e%&e e" ;!nto &e ,i%ta am#ienta" &e "a% %o"!-ione% #!<
1 BIBLIOGRAF4A
&s imortante$ ya que es un factor de vital uso ara la regulación del % del agua el cual debe mantenerse estable ara cualquier cuero de agua$ digamos que a nivel ambiental$ odemos regular el % ara el beneficio en comEn de ciertas esecies vegetales$ animales.
>1?
Lic. 0na +ar)a +artin. *nternet?$ 4D. 7isonible enH httH55materias.fi.uba.ar5CF35doOnload58 BL*B6&823Q&(L07BQ08 237&23%.df onsultado 12 de 8etiembre de 2314 >2? >*nternet? 8oluciones 0mortiguadoras. 7isonible enH httH55omo.reara.una.solución.buffer5qi dJ2333131D1FdKof onsultado 12 de 8etiembre de 2314
&/emloH *mag)nate que ara que una lanta crezca necesitas de un % b"sico$ si el suelo donde la lantas es de % "cido$ esta lanta no crecer"$ ero si tratas el suelo con una solución amortiguadora$ osiblemente llegues a obtener el % deseado ara que la lanta crezca.
71 CONCLUSIONES
>2?
>*nternet? 0licaciones de las 8oluciones 0mortiguadoras. 7isonible enHhttH55ansOers.yahoo.com5question5ind e'=qidJ2333131F433003dKof onsultado 12 de 8etiembre de 2314
na solución tamón o 9uffer es una solución caaz de amortiguar las variaciones de % realizadas or la adición de un "cido o una base$ gracias a que contiene en equilibrio a un "cido d#bil y su base
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