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Romina Franceschini
7 anni fa
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1 Un sistema tampone è un sistema che impedisce (o attuisce) significative variazioni di ph per aggiunta di limitate quantità di acidi o basi. Per poter funzionare in entrambi le direzioni, cioè neutralizzare aggiunte di acidi o basi, il sistema deve contenere un componente che leghi gli H + e un componente che leghi gli OH -. Sistemi tamponi: un acido debole e un suo sale con un sua base coniugata (es. CH 3 COOH / CH 3 COONa) oppure una base debole e un suo sale con un acido forte (es. NH 3 / NH 4 Cl). una coppia di sali di acidi poliprotici (es. NaH 2 PO4/NaHPO 4 ) Effetto tampone Per vedere a cosa è dovuto l'effetto tampone di queste soluzioni, consideriamo una soluzione formata da acido acetico CH 3 COOH e acetato di sodio CH 3 COONa. L'acido acetico, essendo debole, si dissocia solo parzialmente: mentre l'acetato di sodio si dissocia completamente:

2 Il sale aumenta la concentrazione dello ione CH 3 COO - cioè dello stesso ione che si forma in piccole quantità, per dissociazione dell'acido debole. In questo modo si ottiene una soluzione con concentrazioni di CH 3 COOH e CH 3 COO - molto vicine tra loro; ed è proprio questo che determina l'effetto tamponante della soluzione. Se si aggiunge dell'acido forte alla soluzione tampone, aumenta la concentrazione degli ioni H3O +, ma tale aumento viene annullato dagli ioni CH 3 COO - presenti nella soluzione, dato che, per ristabilire l'equilibrio, la reazione procede da destra verso sinistra.

3 Se si aggiunge della base forte alla soluzione tampone, gli ioni OH - della base neutralizzano subito i pochi ioni H3O + presenti nella soluzione, però altri se ne formano in continuazione per dissociazione dell'acido in questo caso la reazione precedente procede da sinistra a destra Il processo ha termine solo quando tutti gli ioni OH - risultano neutralizzati. In modo del tutto analogo agiscono le soluzioni tampone costituite da una base debole e da un suo sale con un acido forte. Non possiamo aggiungere all infinito un acido o una base, una volta finiti gli ioni CH 3 COO - aggiunte di acidi o basi provocheranno variazioni del ph. Vi è una relazione tra la concentrazione della soluzione tampone e la quantità dell acido e della base che si può aggiungere senza far variare il ph. In genere una soluzione tampone tollera l aggiunta di un acido o di una base fino ad un cinquantesimo della sua concentrazione, quindi quanto piùèconcentrata tanto piùforte èil suo potere tamponante.

4 Determinazione della [H + ] di un tampone Consideriamo una soluzione tampone formata da un acido debole e da un suo sale con la sua base coniugata (es. CH 3 COOH / CH 3 COONa). E' possibile determinare la concentrazione degli ioni H + della soluzione per mezzo della seguente formula: K a = [H+] [CH 3 COO - ] = [H+]=K a [CH 3 COOH] [CH 3 COOH] [CH 3 COO - ] in cui: Ka = costante di ionizzazione dell'acido Ca = concentrazione dell'acido nella soluzione tampone Cs = concentrazione del sale nella soluzione tampone

5 La formula precedente può essere semplificata se si considera che l'acido e il sale sono presenti nella stessa soluzione e che, quindi, il rapporto delle loro concentrazioni è anche il rapporto del loro numero di moli. Pertanto possiamo anche scrivere: in cui: na = numero di moli dell'acido ns = numero moli del sale

6 Consideriamo una soluzione tampone formata da una base debole e dal suo sale con acido coniugato (es. NH 3 / NH 4 Cl). E' possibile determinare la concentrazione degli ioni OH - della soluzione per mezzo della seguente fomula: in cui: Kb = costante di ionizzazione della base Cb = concentrazione della base nella soluzione tampone Cs = concentrazione del sale nella soluzione tampone

7 Dalla formula precedente: K a = [H+] [CH 3 COO - ] = [H+]=K a [CH 3 COOH] [CH 3 COOH] [CH 3 COO - ] Da cui: 1 = 1 [CH 3 COO - ] = log 1 = log 1 + log [CH 3 COO - ] [H+] Ka [CH 3 COOH] [H+] K a [CH 3 COOH]

8 ph = pk a +log [CH 3COO - ] = ph = pka + log [sale] [CH 3 COOH] [acido] poh = pk b + log [sale] [base]

9 Caratteristiche di un sistema tampone: 1.Un sistema tampone èuna soluzione contenente una soluzione di un acido debole e un suo sale con una base forte o una base debole e un suo sale con un acido forte o una coppia di Sali con acidi poliprotici 2.Il massimo potere tamponante si ha quando il ph del tampone è uguale al pk a dell acido (o base debole) 3.Il potere tamponante aumenta con la concentrazione del tampone 4.Nell intervallo (pk a -1)< ph <(pk a +1) un tampone sopporta l aggiunta di basi o di acidi fino ad un cinquantesimo della sua concentrazione senza che il ph vari apprezzabilmente.

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