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Como Preparar una Solución Buffer

He descubierto que muchas personas llegan a mi página buscando el como preparar soluciones amortiguadoras o buffer. Estas soluciones, cuyo objetivo es mantener el pH de una solución constante, son de gran utilidad tanto en el cultivo hidropónico como en medicina, biología, farmacia y química. En el siguiente artículo trataré de explicar de una manera fácil como se prepara una solución buffer.
Una solución buffer mantiene el pH de una solución constante pues provee especies que pueden reaccionar tanto con ácidos como con bases fuertes sin ocasionar cambios en la concentración de iones H3O(+) en la solución. Una solución buffer simple está compuesta entonces por un ácido y su base conjugada, por ejemplo una solución buffer puede contener ácido acético/acetato, amonio/amoniaco, etc.

Para preparar una solución buffer primero se debe conocer el pH al cual se quiere mantener la solución. Después se debe encontrar un ácido cuyo valor de pka sea de +/- 1 unidad de pH alrededor del pH que se quiera lograr. Por ejemplo, el pka del ácido acético es 4.74, por lo que se puede usar para preparar soluciones buffer de 3.74 a 5.74.

Para saber cuanto se debe agregar de ácido y de su base conjugada se debe utilizar la ecuación de henderson hasselbalch (que tiene grandes limitaciones y solo es significativa para estos casos simples). La ecuación es pH=pka+log(base/ácido) donde pH es el valor de pH al que se quiere llegar, pka es el valor de pka del ácido que se utiliza y base y ácido son las concentraciones analíticas de estas especies en solución. Conociendo el pH que se quiere y el pka podemos despejar de la ecuación la relación entre la base y el ácido.

Por ejemplo, para lograr un pH de 4,74 con ácido acético se requiere una relación de concentración de 1. Es decir, cualquier solución que se prepare donde se agregue un mol de acetato de sodio por cada mol de ácido acético se obtendrá un pH de 4.74. La diferencia es entonces únicamente el poder amortiguador de cada solución. Soluciones más concentradas brindan capacidades amortiguadoras mucho mayores a soluciones más diluídas. La fuerza iónica y capacidad buffer de la solución dependen ya de la aplicación en particular.

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