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16.2:

Tampões

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화학
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Adicionando uma pequena quantidade de ácido ou base para uma solução pode causar o diminuir ou aumentar o pH. No entanto, muitos produtos químicos e processos bioquímicos precisam de um pH estável para funcionar. Os amortecedores podem evitar uma alteração do pH de uma solução quando a sua capacidade de amortecimento não é excedida.Os amortecedores contêm um ácido fraco e a sua base conjugada ou uma base fraca e o seu ácido conjugado. Por exemplo, o sangue humano mantém o seu pH próximo de 7, 4 com um amortecedor composto por ácido carbónico, um ácido fraco, e íons de bicarbonato, a sua base conjugada. Os pares de ácidos-base conjugados formam amortecedores uma vez que não neutralizam o seu ácido conjugado ou base.Por exemplo, ácido acético e o acetato não pode reagir. No entanto, se o ácido acético, um ácido fraco e o amoníaco, uma base fraca, são somados, eles irão reagir para formar um acetado de sal-amónio. Num amortecedor, o ácido fraco neutraliza qualquer base adicional reagindo com os íons hidróxidos produzidos, enquanto que a sua base conjugada neutraliza qualquer ácido adicionado reagindo com quaisquer íons hidrônicos.Um mecanismo semelhante funciona no caso de uma base fraca e o seu ácido conjugado. Dois copos, X e Y, contêm o mesmo volume de diferentes soluções, cada um com um pH de 7, 2. A solução num copo X não é amortecido.Em contrapartida, a solução na proveta Y contém um amortecedor de ácido acético. Se for adicionado ácido clorídrico ao copo X, o pH da solução cai subitamente devido ao aumento da concentração de íons hidrônicos. Em contrapartida, a solução na proveta Y mostra um ph quase constante quando o ácido clorídrico é-lhe adicionado porque um de os componentes amortecedores, o acetato, reage com o ácido clorídrico para produzir um íon de cloreto e ácido acético.Da mesma forma, se o hidróxido de sódio for adicionado ao copo X, o pH da solução será de repente aumentada devido ao aumento da concentração de íons hidróxidos. Por outro lado, a solução na proveta Y mostra uma alteração mínima de pH quando o hidróxido de sódio é-lhe adicionado, como um dos componentes amortecedores, ácido acético, que reage com o hidróxido de sódio e produz acetato de sódio e uma molécula de água. O amortecedor pode impedir a alteração do pH de uma solução desde que a concentração do par ácido-base conjugado numa solução seja superior à adição de ácido forte ou base.

16.2:

Tampões

Uma solução que contenha quantidades apreciáveis de um par ácido-base conjugado fraco é chamada de solução tampão, ou um tampão. As soluções tampão resistem a uma mudança no pH quando são adicionadas pequenas quantidades de um ácido forte ou de uma base forte. Uma solução de ácido acético e acetato de sódio é um exemplo de um tampão que consiste em um ácido fraco e o seu sal: CH3COOH (aq) + CH3COONa (aq). Um exemplo de um tampão que consiste em uma base fraca e o seu sal é uma solução de amoníaco e cloreto de amónio: NH3 (aq) + NH4Cl (aq)

Como Funcionam os Tampões

Para ilustrar a função de uma solução tampão, considere uma mistura de quantidades aproximadamente iguais de ácido acético e acetato de sódio. A presença de um par ácido-base conjugado fraco na solução permite a capacidade de neutralizar quantidades modestas de ácido ou base forte adicionada. Por exemplo, adicionar uma base forte a esta solução irá neutralizar o ião hidrónio e deslocar o equilíbrio de ionização do ácido acético para a direita, restaurando parcialmente a concentração diminuída de H3O+:

Eq1

Da mesma forma, adicionar um ácido forte a esta solução tampão irá neutralizar o ião acetato, deslocando o equilíbrio de ionização acima para a direita e retornando [H3O+] para perto do seu valor original. A Figura 1 apresenta uma ilustração gráfica das alterações na solução tampão quando são adicionados ácidos e bases fortes. A ação de tamponamento da solução é essencialmente resultado da conversão dos ácidos e das bases fortes adicionados ao ácido e base fracos que compõem o par conjugado do tampão. O ácido e a base mais fracos sofrem apenas uma ligeira ionização, em comparação com a ionização completa do ácido e base fortes. O pH da solução, portanto, muda muito menos drasticamente do que mudaria em uma solução sem tamponamento.

Image1

Figura 1. Ação de tamponamento em uma mistura de ácido acético e sal de acetato.

Este texto é adaptado de Openstax, Chemistry 2e, Section 14.6: Buffers.