Concetti Chiave
- Una soluzione tampone contiene un acido debole e la sua base coniugata o una base debole e il suo acido coniugato, attenuando le variazioni di pH.
- Quando si aggiunge un acido forte a una soluzione tampone, esso reagisce con la base, formando un acido debole coniugato poco ionizzato.
- Se si aggiunge una base forte, reagisce con l'acido formando una base debole coniugata poco ionizzata, limitando il cambiamento di pH.
- Esempi di sistemi tampone includono acido acetico e acetato di sodio (pH=4,7) e ammoniaca e cloruro d'ammonio (pH=9,3).
- Il pH di una soluzione tampone si calcola usando le formule pH = pKa + log10(C base/C acido) o pOH = pKb + log10(C acido/C base).
Una soluzione che contenga un acido debole e la sua base coniugata o, viceversa, che contenga una base bebole e un acido coniugato costituisce una soluzione tampone e possiede la proprietà di attenuare l'effetto prodotto dall'aggiunta di piccole quantità di un acido o di una base forte a un sistema.
Infatti se alla soluzione tampone:
- si aggiunge un acido forte, quest'ultimo reagisce con la base, formandone l'acido debole coniugato, poco ionizzato.
- si aggiunge una base forte, quest'ultima reagisce con l'acido formandone labase debole coniugata, poco ionizzata.
Il risultato è infatti soltanto una modesta variazione, nel prim caso, della concentrazione di H3O positivizzata, e nel secondo caso della concentrazione di OH negativizzato.
Ciò si traduce, quindi, in una modesta variazione del pH finale.
Sono classici sistemi tampone:
- L'acido acetico (CH3COOH) + acetato di sodio (CH3COONa), in cui lo ione acetato rappresenta la base coniugata. Questa soluzione ha pH= 4,7
- L'ammniaca (NH3) + cloruro d'ammonio (NH4Cl), in cui lo ione ammonio rappresenta l'acido coniugato. Questa soluzione ha pH=9,3
Il pH di unasoluzione tampon si calcola:
- nel caso di una soluzione tampone costituita da un acido debole e dalla sua base coniugata si ha:
Dove C base e C acido rappresentano rispettivamente la molarità della base coniugata a quella dell'acido debole;
- nel caso di una soluzione costituita da un base debole e dal suo acido coniugato si ha:
Dove C acido e C base rappresentano rispettivamente la molrità dell'acido coniugato a quella della base debole.