SOLUZIONI TAMPONE

SOLUZIONI TAMPONE

Soluzioni tampone

Soluzioni in grado di mantenere inalterato il pH in seguito alla diluizione e all’aggiunta di moderate quantità di acido (o base) forte. Sono costituite da un acido (o una base) debole e da un suo sale in quantità paragonabili

[CH₃COOH] / [CH₃COO^-]

K

[CH₃COO^-] [H₃O⁺] [CH₃COOH]

[H₃O⁺] =

K_a [CH₃COOH]

[CH₃COO^-]

- log [H₃O⁺] = - log K_a - log [CH₃COOH]

[CH₃COO^-] log [H₃O⁺] = log K_a + log [CH₃COOH]

[CH₃COO^-]

pH = pK

- log [CH

COOH]

[CH

COO

]

Equazione di

Henderson-Hasselbach

CH₃COOH + H₂O CH₃COO^-+ H₃O⁺ CH₃COO^-+ H₂O CH₃COOH + OH^-

CH

COOH + H

O CH

COO

+ H

O

Ca Cs

Soluzione Tampone:

[CH

COOH] = 0.1 M [CH

COO

] = 0.18 M

pH = 5.0

[H₃O⁺] = 1.8 x 10^-5 x 0.1 0.18

[H₃O⁺] =

K_a [CH₃COOH]

[CH₃COO^-]

K

[CH₃COO^-] [H₃O⁺] [CH₃COOH]

CH

COOH + H

O CH

COO

+ H

O

• soluzione di [CH

COOH] = 0.1 M

K

= [CH

COO

] [H

O

]

[CH

COOH] = x

0.1

[H

O

] = [(1.8 x 10

) x 0.1]

= 1.34 x 10

pH = 2.87

• soluzione di [CH

COO

] = 0.18 M

[OH

] = [(5.6 x 10

) x 0.18]

= 1.0 x 10

[H

O

] = K

/[OH

] = 1.0 x 10

pH = 9 K

=

[CH

COOH] [OH

]

[CH

COO

] = x

0.18

Capacità tamponante

• Concentrazione

• Rapporto acido / base

Efficacia massima: [acido] = [base]

Intervallo: 0.1 < [acido]/[base] < 10

[H₃O⁺] = K_a [acido]

[base]

pH = pK

- log [acido]

[base]

pH = pK

- log10 = pK

- 1

pH = pK

- log1/10 = pK

+ log10 = pK

+ 1

pH = pK

 1

• diluizione

1:10 [CH₃COOH] = 0.01M; [CH₃COO^-] = 0.018M 0.01

0.018

[H₃O⁺] = 1.8 x 10^-5 = 1.0 x 10^-5 mol/dm³

• piccola aggiunta di acido forte HCl + H₂O H₃O⁺ + Cl ^-

H₃O⁺ + CH₃COO^- CH₃COOH + H₂O [CH₃COOH] = 0.11 [CH₃COO^-] = 0. 17

0.01 moli di HCl

0.11

[H₃O⁺] = 0.17 1.8 x 10^-5 = 1.16 x10^-5 mol/dm³

pH = 4.9 pH = 5.0

• piccola aggiunta di base forte NaOH Na⁺ + OH ^-

CH₃COOH + OH^- CH₃COO^- +H₂O [CH₃COOH] = 0.09 [CH₃COO^-] = 0. 19

0.09

[H₃O⁺] = 0.19 1.8 x 10^-5 = 0.85 x 10^-5 mol/dm³

pH= 5.06

0.01 moli di NaOH

[CH₃COOH] 0.1 M / [CH₃COO^-] 0.18 M

TAMPONI FISIOLOGICI

•

Diidrogeno fosfato / idrogeno fosfato H

PO

/ HPO

• Acido carbonico / idrogenocarbonato H

CO

/ HCO

• Proteine / anioni proteinato

pH sangue: 7.41

pH < 7.38: acidosi; pH < 7: morte

pH > 7.45: alcalosi; pH > 7.8: morte

Tampone: H

PO

/HPO

H

PO

+ H

O HPO

+ H

O

Tampone: H

CO

/HCO

H

CO

+ H

O HCO

+ H

O

pH: 7.4: [H₂CO₃ ] = 1.2 - 1.4 meq/dm³; [HCO₃^-] = 24 – 28 meq/dm³

Respirazione polmonare: [CO₂]

CO₂+ H₂O H₂CO₃ k_ass = [H₂CO₃ ]/[CO₂] = 1.7 x 10^-3 (37°C)

Funzione renale: [HCO₃^-]

CO₂+ H₂O H₂CO3 HCO₃^- + H⁺

Tampone: proteina/proteinato

proteina proteinato + H⁺

Equilibri eterogenei in soluzione acquosa

[M

]

[X

]

M

X

K

=

K _ps = [M ^u+ ] ^m [X ^v- ] ⁿ

Prodotto di solubilità: prodotto tra le concentrazioni molari degli ioni, in una soluzione satura, ognuna elevata al proprio coefficiente stechiometrico

M _m X _n mM ^u+ + nX ^v-

K

= [Ag

] [Cl

] = 1.7 x 10

AgCl

s

= [Ag

] = [Cl

] = (1.7 x 10

)

s

= 1.3 x 10

mol/dm

Ag

CrO

K

= [Ag

]

[CrO

] = 1.1 x 10

s

= 1/2[Ag

] = [CrO

]

[Ag

]

[CrO

] = (2s)

x s = 4s

=1.1 x 10

s

= (1/4 x 1.1 x 10

)

= 6.5 x 10

mol/dm

AgCl Ag

+ Cl

Ag

CrO

2Ag

+ CrO

Effetto dello ione a comune

[AgNO

] = 0.01M

K

= [Ag

] [Cl

] = 1.7 x 10

[Ag

]

= [Ag

]

+ [Ag

]

 [Ag

]

= 0.01M

s = [Cl

] = K

[Ag

]

= 1.7 x 10

10

= 1.7 x 10

s = 1.7 x 10

(in soluzione di AgNO

0.01M a 25°C) s = 1.3 x 10

(in H

0 a 25°C)

[Ag

] [Cl

]  K

AgCl Ag

+ Cl

Precipitazione selettiva

K

= [Ag

] [Cl

] = 1.7 x 10

K

= [Pb

] [Cl

]

= 1.7 x 10

[Pb

] = 1.0 x 10

M [Ag

] = 1.0 x 10

M

[Ag

] ^{= 1.7 x 10}

-10

4.1 x 10

= 4.1 x 10

M [Cl

]  (K

/ [Pb

])

= 1.7 x 10

10

1/2

= 4.1 x 10

M

< 1.0 x 10

quindi

trascurabile