CUESTIONARIO. 1. ¿Por qué la disolución de NaCl no resiste la adición del mismo volumen de NaOH que el amortiguador de acetatos?
Esto se debe a que el NaCl no tiene propiedades amortiguadoras es decir que no se resiste a cambios de pH como sucede en una solución amortiguadora la cual tiene esta propiedad además de tener una capacidad amortiguadora en donde el número de moles de iones hidronio y iones hidroxilo que se requieren para producir un cambio de PH de una unidad. 2. Mencione tres usos específicos de las disoluciones amortiguadoras en un campo de interés de su carrera (esboce la técnica en donde se utiliza).
Son capaces de mantener de acidez o basicidad de un sistema dentro de un intervalo reducido de pH, por lo cual tienen múltiples aplicaciones, tanto en la industria como en los laboratorios, por ejemplo: FARMACOLOGÍA: Tomando el pH de ciertas mucosas, por ejemplo: Cavidad Oral: 5 a 6 pH. Mucosa Gástrica: 1 a 3 pH. Mucosa Intestinal: 4 a 5 pH. Y Tomando el pK de ciertos fármacos, por ejemplo: Morfina: (Base) 9 pK. Acetaminofeno: (Ácido) 8 pK. Diazepam: (Ácido) 4 pK. Aspirina: (Ácido) 1.4 pK. Ejecutando la fórmula de Henderson-Hasselbalch para el ejemplo de: Aspirina administrada vía enteral, absorbida en la mucosa gástrica: 3. ¿Qué entiendes por capacidad amortiguadora?
Son aquellas soluciones cuya concentración de hidrogeniones varía muy poco al añadirles ácidos o bases fuertes, y se define como el número de moles de iones hidroxilo y iones hidronio que se requieren para producir un cambio de una unidad de PH en un litro de solución amortiguadora. El objeto de su empleo, tanto en técnicas de laboratorio como en la finalidad funcional del plasma, es precisamente impedir o amortiguar las variaciones de pH.
4. ¿Cuál de las siguientes bases sería más apropiada para preparar una disolución buffer de PH 9?
a) NH3 -5 b) C6H5NH2 (anilina) -4 c) H2NNa2 (hidrazina)-3 d) C5H5O (piridina) -2 e) H2NOH{hidroxilamina) -1 1° -1.34 2° 4.6 3° 8 4° 5.29 5° 4.16 5. ¿Con reacciones y basándose en el equilibrio químico explique cómo se amortigua el valor de PH en una disolución buff er, cuando se le adiciona una base fuerte a este sistema.
Por ejemplo si tenemos una solución buffer formada po r ácido acético y acetato de sodio a la cual se le añade una base fuerte, entonces el ácido acético será el encargado de reaccionar con los iones hidróxido CH3COOH (ac) + OH- (AC) ------------ CH3COO- (ac) El PH no cambia apreciablemente, a menos que la cantidad de base adicionada sea muy grande. Cuando las concentraciones de la base que se adiciona sobrepasan la capacidad de la disolución amortiguadora el valor del Ph cambia drásticamente. La base adecuada para preparar una solución buffer de PH 5 es la anilina (C6H5NH2) ya que su valor de PKa =4.6 valor que es muy cercano al PH al que se quiere preparar la solución.
6. Calcule los valores de pH para cada una de las siguientes soluciones amortiguadoras:
a) CH3COOH O.25M y CH3COONa 0.85M Utilizando la fórmula de Henderson-Hasselbach: pH= pka + log [Base] / [Ácido] y considerando que la pka del ácido acético es de 4.75. pH= 4.74 + log [0.85 M] / [0.25 M] pH= 5.27 b) NaH2PO40.10 M y H3PO40.10M Considerando que la pka del ácido fosfórico es de 7.20. pH= pka + log [Base] / [Ácido], pH= 7.20 + log [0.1M] / [0.1M] pH= 7.20 b) NaHCO3 0.0020 M y Na2CO30.3000 M Considerando que la pka del bicarbonato de sodio es de 10.33. pH= pka + log [Base] / [Ácido], pH= 10.33 + log [0.3 M] / [0.002 M] pH=12.5 7. Utilice los coeficientes de actividad para calcular el pH de una solución de hidróxido de sodio 0.010 M.
Utilizando la fórmula: pOH= - log [OH] pOH= -log (0.01 M), pOH= 2 Como el pH + pOH = 14, pH= 14 – 2, pH= 12. 8. ¿Cuántos gramos de bicarbonato de potasio se deben agregar a 3.56 g decarbonato de sodio para obtener 2 litros de solución amortiguadora de pH 10.2?
Utilizando la fórmula: pH= pka + log [Base] / [Ácido]
-Sabiendo que la pka del bicarbonato de potasio es de 10.33, sustituimos en la fórmula. 10.2= 10.33 + log [Na2CO3] / [KHCO3] -Podemos obtener la molaridad del carbonato de sodio en base a los gramos añadidos a la solución M= n / V, n = m/ PM, n= 3.56 g / 106 gmol, n= 0.0335 mol; M= (0.0335 mol)/ (2 L) M= 0.0167 mol/L -Sustituyendo este dato en la formula y despejando: -log [KHCO3] = 1.6473, [KHCO3]= 0.000193 Mn= (0.000193 mol/L) (2 L), n= 0.000386, m= (0.000386mol) (100), m= 0.0386 g. Por lo tanto se deben pesar 0.0386 g Kg de bicarbonato de potasio para obtener 2 L de una solución amortiguadora de pH 10.2
a) ¿Cuál sería el nuevo valor de pH, si a la solución anterior le adiciona 155.0 ml de HCl 0.10 M?
Utilizando la fórmula: C1 V1= C2 V2 -Obtenemos primero las concentraciones de los compuestos en la nueva solución, es decir, después de haber añadido la solución de HCL: Na2CO3---------------
C2= (0.0167 M) (2 L) / 2.155 L, C2= 0.0154 M
KHCO3--------- C2= (5.192 M) (2 L) / 2.155 L, C2= 4.81 M HCl-------------- C2 = (0.10 M) (0.155 L) / 2.155 L, C2= 0.00719 M -Ahora se sustituye en la fórmula: pH= pka + log [Base] / [Ácido], pka HCl= -6.1 pH= -6.1 + log [0.0154M] [4.81 M] / [0.00719] , pH= -5.087. El valor es negativo porque lo que sacamos es la diferencia del pH, por lo tanto se le suma al pH original:
10.2 menos 5.087= 5.11, es el pH de la solución después de haber añadido el ácido clorhídrico. b) Cuantos ml de HCL 0.43 M se deben agregar a 9.20 g de carbonato de sodio para obtener 500 ml de disolución amortiguadora de carbonato de sodio/bicarbonato de sodio con pH 10.0?
-Utilizamos la misma fórmula que antes: pH= pka + log [Base] / [Ácido] -Ahora obtenemos la concentración molar del carbonato de sodio: M= n / V, n = m/ PM, n= 9.20g / 106 gmol, n= 0.086mol, M= (0.086mol)(0.5 L),M= 0.043 mol/L-Sustituimos en la fórmula original:10=-6.1 + log [0.043M] – log [HCl], -log [HCl]= 2.534, [HCl]= 0.07942M -Ahora usamos C1V1=C2V2V1 = (0.07942 M)(0.5 L) / 0.43 M, V1= 0.092 L, ó 92.34 ml Este es el volumen que se le tiene que adicionar de la solución de HCl 0.43 M para obtener 500 ml de solución amortiguadora pH10
