Las soluciones tampón.
INTRODUCCIÓN
En el estudio de la química, nos encontramos a diario
con soluciones y disoluciones siendo el pH un factor indispensable para el
estudio de la misma. En las reacciones de laboratorio, en procesos industriales
y muchos más de tipo biológico, es necesario mantener el potencial de hidrógeno
(pH) estable, a pesar de que se agreguen ácidos o bases. Las soluciones son
comunes en la naturaleza y de suma importancia, en todos los procesos vitales,
áreas científicas y diversos procesos, puesto que los fluidos corporales de
todas formas de vida son soluciones.
OBJETIVO
1-
Conocer
conceptos básicos sobre soluciones tampón o buffers
DESARROLLO
Las soluciones tampón, denominadas también soluciones
buffer, son aquéllas que ante la adición de un ácido o base son capaces de
reaccionar oponiendo la parte de componente básica o ácida para mantener fijo
el pH.
Conceptos
básicos.
Ácido: toda
sustancia capaz de ceder hidrogeniones
.
Base: toda
sustancia capaz de aceptar hidrogeniones.
Acidosis y
alcalosis: hacen referencia a los procesos fisiopatológicos responsables de
dichos procesos.
PH: El pH es
una medida de acidez o alcalinidad de una disolución. El pH indica la concentración de iones hidronio [H3O+] presentes en determinadas sustancias.
Un tampón, buffer,
solución amortiguadora o solución reguladora es la mezcla en
concentraciones relativamente elevadas de un ácido débil y su base conjugada,
es decir, sales hidrolíticamente activas. Tienen la propiedad de mantener
estable el pH de una disolución frente a la adición de cantidades relativamente
pequeñas de ácidos o bases fuertes. Este hecho es de vital importancia, ya que
meramente con un leve cambio en la concentración de hidrogeniones en la célula
se puede producir un paro en la actividad de las enzimas.
Los buffers consisten en
sales hidrolíticamente activas que se disuelven en el agua. Los iones de estas
sales se combinan con ácidos y álcalis. Estas sales hidrolíticamente activas
son los productos que resultan de la reacción entre los ácidos débiles y los
álcalis fuertes como el carbonato de calcio (a partir del ácido carbónico e
hidróxido de calcio) o entre ácidos fuertes y álcalis débiles como el cloruro
de amonio (a partir del ácido clorhídrico e hidróxido de amonio).
Un ácido buffer reacciona
cuando un ácido débil o base débil se combina con su correspondiente sal
hidrolítica en una solución de agua, se forma un sistema amortiguador
denominado buffer.
Las soluciones
amortiguadoras, también conocidas como muelles buffer o tampón, son
disoluciones que por el agregado de cantidades moderadas de ácidos o bases
fuertes mantienen prácticamente constante el pH. También se dice que una
solución es amortiguadora, reguladora o tampón si la concentración de protones
H+, es decir el pH de
una solución no se ve afectada significativamente por la adición de pequeñas
cantidades o volúmenes de ácidos y bases.
No siempre un sistema buffer
es apropiado, porque los iones de algunas sales hidrolíticas pueden, por
ejemplo, dañar a los organismos que entran en contacto con él.
Por otra parte, cada sistema
buffer tiene su propio rango efectivo de pH, algunos de los cuales no son
adecuados para acuarios.
¿Cómo se preparan?
En una mezcla de un producto
químico (ácido o alcalino) con su correspondiente sal, disuelto en agua. Si el
producto químico es un ácido, la sal será su base conjugada; si el producto
químico es una base (o alcalino), la sal será su ácido conjugado. Si se prepara
correctamente, el pH de la solución tamponada permanecerá constante e
inalterable, incluso aunque se añadan pequeñas cantidades de ácido o base. Las
soluciones tamponadas juegan un papel muy importante en los análisis químicos,
en la limpieza de vertidos químicos y en la industria química.
Sistemas tampón en el
organismo
Existen tampones de gran
importancia en el organismo:
Inorgánicos:
Tampón bicarbonato:
CO2 + H2O
H2CO3
HCO3
- + H+


El tampón bicarbonato está
compuesto por ácido carbónico (H2CO3) y bicarbonato (HCO3-) y el valor de su
pKa es de 6,1. Es el tampón más importante de la sangre (pH=7,4), representa el
75% de la capacidad buffer total de la sangre. También está presente en el
líquido intersticial. Es un tampón muy eficaz porque la relación HCO3-/ H2CO3
es muy alta, lo que supone una alta capacidad para amortiguar los ácidos.
Supone una ventaja el hecho que se trata de un sistema abierto ya que el CO2
puede ser eliminado en la respiración muy rápidamente, los H+ se pueden
eliminar por vía renal y el HCO3- puede reemplazarse en la orina. En realidad,
este tampón está compuesto por dos equilibrios, pues el ácido carbónico forma
CO2, generando una molécula de H2O
Tampón fosfático:
H2PO4-
HPO42-
+ H+

El tampón fosfato está compuesto
por el hidrógeno fosfato (HPO4-2) y el di hidrógeno
fosfato (H2PO4-). Actúa en el plasma y el líquido
intersticial. Este tampón tiene un pKa de 6,8, el cual está mucho más cerca del
pH plasmático. Esto significaría que este tampón tendría que ser más útil que
el anterior, pero no es así ya que se encuentra en concentraciones menores en
sangre y la eliminación del fosfato es mucho más lenta, por vía renal.
Orgánicos:
Tampón hemoglobina:
HHbO2
HbO2-
/ HbH
Hb-
+ H+


CONCLUSION
Una solución tampón o Buffer
es una solución capaz de amortiguar las variaciones de pH realizadas por la
adición de una ácido o una base, gracias a que contiene en equilibrio a un
ácido débil y su base conjugada en proporciones equimolares, así las adiciones
de ácido se neutralizaran con la base conjugada y las de base con el ácido,
desplazando las posiciones de estos en el equilibrio pero manteniendo
invariante el pH.