Dissolucions Amortidores i Valoracions Àcid-Base

Funcionament de les dissolucions amortidores

Si a l'equilibri s'afegeix un àcid, es produeix un desplaçament cap a l'esquerra; per tant, disminuirà el quocient [A⁻]/[HA] i el pH baixarà. Però si la quantitat afegida és petita, el quocient i el pH quasi no canviaran. Com que les concentracions inicials d'àcid i de la seva base conjugada són grans, es pot suposar que les quantitats que desapareixeran i que apareixeran mentre s'aconsegueix l'equilibri seran petites, comparades amb les inicials. Això es descriu mitjançant l'equació de Henderson-Hasselbalch:

pH = pKa + log([base]₀ / [àcid]₀)

Característiques de la dissolució amortidora

Una dissolució amortidora es defineix pel seu pH (que depèn de la Ka i de les concentracions) i per la seva capacitat amortidora.

Capacitat amortidora: És la quantitat d'àcid o base que es pot afegir a un tampó abans que el pH comenci a canviar apreciablement. Aquesta capacitat depèn de:

• El nombre de mols d'àcid i base (han de ser alts perquè la capacitat també ho sigui).
• El quocient [base]/[àcid] (perquè la capacitat sigui alta, ha de ser pròxim a 1; la millor eficiència s'obté quan pH = pKa).

Determinació de la concentració: Valoració àcid-base

Com podem determinar la concentració d'un àcid o una base en una dissolució? El millor mètode és la valoració àcid-base. Una dissolució que conté una concentració coneguda de base o àcid es fa reaccionar amb una dissolució d'àcid de concentració desconeguda. Mesurem el volum de la dissolució de base necessari perquè consumeixi o neutralitzi tot l’àcid o la base. Quan s'aconsegueix la neutralització completa, arribem al punt d'equivalència.

Corba de valoració i punt d'equivalència

La corba de valoració és la representació del pH en funció del volum afegit. Quin és el pH del punt d'equivalència?

• pH = 7: Si es valora un àcid fort amb una base forta.
• pH > 7: Si es valora un àcid dèbil amb una base forta.
• pH < 7: Si es valora una base dèbil amb un àcid fort.

Com calcular el pH d'aquest punt o de qualsevol punt de la corba? Es realitza mitjançant el tractament exacte. Com sé que he arribat al punt d'equivalència sense representar la corba? Mitjançant un indicador apropiat, que canvia de color just quan la reacció arriba al punt d'equivalència.

Exemples de corbes de valoració

Corba de valoració d'un àcid dèbil amb una base forta: El pH és igual al pKa quan el pH = 5. S'utilitza metil vermell (pH = 5) o fenolftaleïna per al punt d'equivalència (pH = 9).

Corba de valoració d'un àcid dipròtic amb una base forta: S'utilitza metil taronja (pH = 4) i fenolftaleïna (pH = 8-10).