Calculadora de pH de soluciones tampón
Calcula el pH de un tampón (solución amortiguadora) a partir del pKa y de las concentraciones del ácido débil y su base conjugada, comprueba qué ocurre al añadir un ácido o una base fuerte, u obtén la proporción y las cantidades que necesitas para preparar un tampón a un pH objetivo.
Última actualización:
Usa un número negativo para un ácido fuerte (p. ej., −0.01 para 0.01 M de HCl)
[HA] + [A⁻]
Cómo usar Calculadora de pH de soluciones tampón
- Elige el modo: pH a partir de concentraciones o receta para un pH objetivo.
- Elige el sistema tampón o introduce un pKa personalizado.
- Introduce las concentraciones del ácido y de la base conjugada y, si quieres, el ácido o la base fuerte añadidos.
- Para una receta, introduce el pH objetivo, la concentración total, el volumen y las masas molares.
- Consulta el pH o las cantidades, la capacidad tampón y la tabla de proporciones.
Fórmulas de soluciones tampón
| Magnitud | Fórmula |
|---|---|
| pH del tampón | pH = pKa + log₁₀([A⁻] ÷ [HA]) |
| Proporción para un pH objetivo | [A⁻] ÷ [HA] = 10(pH − pKa) |
| Repartir una concentración total C | [A⁻] = C · r ÷ (1 + r), [HA] = C ÷ (1 + r) |
| Añadir una base fuerte x | [HA] → [HA] − x, [A⁻] → [A⁻] + x |
| Capacidad tampón | β = 2.303 · C · Ka[H⁺] ÷ (Ka + [H⁺])² |
Sistemas tampón comunes (25 °C)
| Tampón | pKa | Rango de pH útil |
|---|---|---|
| Ácido fosfórico / dihidrogenofosfato | 2.15 | 1.2 – 3.2 |
| Ácido cítrico (pKa1, pKa2, pKa3) | 3.13, 4.76, 6.40 | 2.2 – 7.4 |
| Ácido fórmico / formiato | 3.75 | 2.8 – 4.8 |
| Ácido acético / acetato | 4.76 | 3.8 – 5.8 |
| MES | 6.15 | 5.5 – 6.7 |
| Ácido carbónico / bicarbonato | 6.35 | 5.4 – 7.4 |
| Fosfato H₂PO₄⁻ / HPO₄²⁻ | 7.20 | 6.2 – 8.2 |
| HEPES | 7.48 | 6.8 – 8.2 |
| Tris | 8.07 | 7.1 – 9.0 |
| Amonio / amoniaco | 9.25 | 8.3 – 10.3 |
| Bicarbonato / carbonato | 10.33 | 9.3 – 11.3 |
Los valores de pKa de la bibliografía varían ligeramente con la temperatura y la fuerza iónica. La ecuación de Henderson–Hasselbalch usa concentraciones en lugar de actividades, así que un tampón preparado suele ajustarse al pH exacto con un pHmetro.
Preguntas frecuentes
¿Qué es la ecuación de Henderson–Hasselbalch?
pH = pKa + log₁₀([A⁻]/[HA]), donde [A⁻] es la concentración de la base conjugada y [HA] la del ácido débil. Se deriva de la constante de disociación del ácido y funciona bien para tampones de entre aproximadamente 1 mM y 1 M.
¿Cuál es el pH de un tampón con igual cantidad de ácido y base?
Cuando [A⁻] = [HA], el término logarítmico es cero, así que pH = pKa. Un tampón equimolar de ácido acético/acetato tiene pH 4.76.
¿Cómo preparo un tampón de un pH concreto?
Elige un ácido débil con un pKa a menos de 1 unidad del pH objetivo, calcula la proporción [A⁻]/[HA] = 10^(pH − pKa), reparte la concentración total en esa proporción y pesa cada componente. Para fosfato (pKa 7.20) a pH 7.4 la proporción es 1.58, así que un tampón 0.1 M tiene 0.0613 M de HPO₄²⁻ y 0.0387 M de H₂PO₄⁻. Comprueba siempre el pH final con un pHmetro.
¿Qué ocurre al añadir un ácido o una base fuerte?
La base fuerte convierte parte del HA en A⁻ y el ácido fuerte convierte A⁻ en HA, mol a mol. Añadir 0.01 M de NaOH a un tampón acetato 0.1 M/0.1 M cambia la proporción a 0.11/0.09 y el pH solo de 4.76 a 4.85, mientras que la misma cantidad en agua pura daría pH 12.
¿Qué es la capacidad tampón?
La capacidad tampón β es la cantidad de ácido o base fuerte (mol/L) necesaria para cambiar el pH en una unidad. Es máxima cuando pH = pKa y aumenta con la concentración total del tampón.
¿Por qué el pH debe estar dentro de pKa ± 1?
Fuera de ese rango un componente es más de 10 veces el otro, así que al tampón le queda poca cantidad de una de las formas para neutralizar el ácido o la base añadidos, y su capacidad cae rápidamente.
¿Los valores de pKa dependen de la temperatura?
Sí. En particular, el Tris cambia unas −0.028 unidades de pH por °C. Los valores preajustados son para unos 25 °C y baja fuerza iónica; los tampones reales a otras temperaturas o con mucha sal pueden diferir en 0.1 o más.
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