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Química 05
2025
IDOYAGA
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QUÍMICA 05 CBC
CÁTEDRA IDOYAGA
2. Para que una solución buffer tenga buenas propiedades reguladoras se procura que cumpla básicamente con 2 condiciones: por un lado, las concentraciones del ácido y de su base conjugada deben tener concentraciones comprendidas en el rango 0,05-1 M, y por otra parte la relación de concentraciones iniciales entre el ácido y su base conjugada debe ser un valor comprendido dentro del intervalo 0,1-10 (0,1 < Cb/Ca < 10). Teniendo en cuenta estas consideraciones, indicar cuáles de las siguientes soluciones pueden tener un comportamiento buffer:
a. Solución $0,1 \mathrm{M}$ de ácido acético
b. Solución $0,05 \mathrm{M}$ de acetato de sodio
c. Solución de ácido acético $0,15 \mathrm{M}$ y acetato de sodio $0,02 \mathrm{M}$
d. Un litro de solución de $\mathrm{NH}_{4} \mathrm{Cl}$ 1M a la que se agrega 1 mol de HCl
e. Solución de ácido fórmico $1,00 \mathrm{M}$ con formiato de sodio $0,001 \mathrm{M}$
f. Solución $0,25 \mathrm{M}$ de $\mathrm{H}_{2} \mathrm{PO}_{4}^{-}$ y $0,20 \mathrm{M}$ de $\mathrm{HPO}_{4}^{-2}$
g. Solución $0,12 \mathrm{M}$ de carbonato de sodio y $0,08 \mathrm{M}$ de carbonato ácido de sodio
Respuesta
Para que una solución sea un buen buffer (o amortiguadora), tiene que cumplir dos cosas:
Reportar problema
1. Tener un par ácido débil/base conjugada (o viceversa).
2. Sus concentraciones:
Ambas, $C_a$ y $C_b$, deben estar entre $0,05 \mathrm{M}$ y $1 \mathrm{M}$.
La relación $C_b/C_a$ (o $C_a/C_b$) debe estar entre $0,1$ y $10$.
En base a esta información analicemos cada solución:
a. Solución $0,1 \mathrm{M}$ de ácido acético
Solo tiene el ácido débil ($\mathrm{CH_3COOH}$). Le falta su base conjugada.
No es un buffer.
b. Solución $0,05 \mathrm{M}$ de acetato de sodio
Solo tiene la base conjugada ($\mathrm{CH_3COO^-}$ del $\mathrm{CH_3COONa}$). Le falta el ácido débil.
No es un buffer
c. Solución de ácido acético $0,15 \mathrm{M}$ y acetato de sodio $0,02 \mathrm{M}$
Compuesta por un ácido débil ($\mathrm{CH_3COOH}$) $C_a = 0,15 \mathrm{M}$ y su base conjugada ($\mathrm{CH_3COO^-}$) $C_b = 0,02 \mathrm{M}$.
Condiciones:
Concentraciones: $C_a = 0,15 \mathrm{M}$ (OK), pero $C_b = 0,02 \mathrm{M}$ (¡muy baja, fuera del rango $0,05-1 \mathrm{M}$!).
Relación $C_b/C_a = 0,02 / 0,15 \approx 0,133$ (OK, dentro de $0,1-10$).
Tiene capacidad, pero realmente no es un buen buffer por la baja concentración de la base conjugada.
d. Un litro de solución de $\mathrm{NH}_{4} \mathrm{Cl}$ 1M a la que se agrega 1 mol de HCl
$\mathrm{NH_4Cl}$ aporta el ácido conjugado ($\mathrm{NH_4^+}$). Al agregar $\mathrm{HCl}$ (un ácido fuerte), no se forma un par ácido débil/base conjugada. ¡Solo estamos agregando más ácido!
No es un buffer
e. Solución de ácido fórmico $1,00 \mathrm{M}$ con formiato de sodio $0,001 \mathrm{M}$
Compuesta por un ácido débil ($\mathrm{HCOOH}$) $C_a = 1,00 \mathrm{M}$ y su base conjugada ($\mathrm{HCOO^-}$) $C_b = 0,001 \mathrm{M}$.
Condiciones:
Concentraciones: $C_a = 1,00 \mathrm{M}$ (OK), pero $C_b = 0,001 \mathrm{M}$ (¡muy baja, fuera del rango $0,05-1 \mathrm{M}$!).
Relación $C_b/C_a = 0,001 / 1,00 = 0,001$ (¡muy baja, fuera del rango $0,1-10$!).
No es un buen buffer.
f. Solución $0,25 \mathrm{M}$ de $\mathrm{H}_{2} \mathrm{PO}_{4}^{-}$ y $0,20 \mathrm{M}$ de $\mathrm{HPO}_{4}^{-2}$
Compuesta por un ácido débil ($\mathrm{H_2PO_4^-}$) $C_a = 0,25 \mathrm{M}$ y su base conjugada ($\mathrm{HPO_4^{2-}}$) $C_b = 0,20 \mathrm{M}$. ¡Son un par conjugado!
Condiciones:
Concentraciones: $C_a = 0,25 \mathrm{M}$ (OK) y $C_b = 0,20 \mathrm{M}$ (OK). ¡Ambas dentro del rango $0,05-1 \mathrm{M}$!
Relación $C_b/C_a = 0,20 / 0,25 = 0,8$ (OK, dentro de $0,1-10$).
Sí, es un buen buffer.
g. Solución $0,12 \mathrm{M}$ de carbonato de sodio y $0,08 \mathrm{M}$ de carbonato ácido de sodio
Compuesta por la sal carbonato ácido de sodio, que aporta el ácido débil ($\mathrm{HCO_3^-}$) $C_a = 0,08 \mathrm{M}$. Carbonato de sodio aporta la base conjugada ($\mathrm{CO_3^{2-}}$) $C_b = 0,12 \mathrm{M}$. ¡Son un par conjugado!
Condiciones:
Concentraciones: $C_a = 0,08 \mathrm{M}$ (OK) y $C_b = 0,12 \mathrm{M}$ (OK). ¡Ambas dentro del rango $0,05-1 \mathrm{M}$!
Relación $C_b/C_a = 0,12 / 0,08 = 1,5$ (OK, dentro de $0,1-10$).
Sí, es un buen buffer.
✅ Las soluciones que pueden tener un buen comportamiento buffer son la f y la g.
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