Calculadora de pH de soluciones tampón

Calcula el pH de un tampón a partir del pKa y las concentraciones del par ácido-base conjugado con la ecuación de Henderson-Hasselbalch.

Calcular el pH de una solución tampón
Introduce el pKa del ácido y las concentraciones de equilibrio del ácido débil y su base conjugada.

Sobre el pH de las soluciones tampón

Una solución tampón contiene cantidades apreciables de un ácido débil y su base conjugada. Juntos moderan los cambios de pH al añadir pequeñas cantidades de ácido o base fuerte. Los iones hidrógeno añadidos reaccionan principalmente con la base conjugada, mientras que los iones hidróxido reaccionan principalmente con el ácido débil. Esta respuesta conjunta mantiene la actividad de los iones hidrógeno más estable que en una solución sin tampón. La ecuación de Henderson-Hasselbalch relaciona el pH del tampón con la constante de disociación ácida y la proporción entre base conjugada y ácido débil. En forma logarítmica, el pH es igual al pKa más el logaritmo en base diez de la concentración de base dividida entre la de ácido. Si ambas concentraciones son iguales, la proporción es uno, su logaritmo es cero y el pH coincide con el pKa. Una concentración de base diez veces mayor eleva el pH una unidad sobre el pKa; una concentración de ácido diez veces mayor lo reduce una unidad. Esta calculadora acepta concentraciones en moles por litro, aunque cualquier unidad de concentración común da la misma proporción si ambas entradas usan la misma unidad. Los valores deben representar el ácido y la base conjugada después de mezclar y completar cualquier neutralización. Si se añade un ácido o una base fuerte durante la preparación, utiliza primero la estequiometría para determinar los moles restantes de cada componente y divide entre el volumen final común. Si ambas especies comparten ese volumen, también puedes usar directamente su proporción molar. La relación de Henderson-Hasselbalch es una aproximación basada en un tratamiento sencillo del equilibrio. Funciona mejor cuando ambas formas están presentes en cantidades apreciables, normalmente con una proporción entre una décima y diez. Esto corresponde a un intervalo útil de aproximadamente pKa menos uno a pKa más uno. Las soluciones muy diluidas, la alta fuerza iónica, las proporciones extremas, los equilibrios polipróticos y los efectos de actividad pueden causar desviaciones notables. La temperatura también modifica el pKa y debe coincidir con la de la fuente de la constante. Usa el resultado para planificar tampones de laboratorio, comprender regiones de titulación, comprobar cálculos de formulación o estudiar química ácido-base. El cálculo predice el pH bajo las suposiciones ideales indicadas; los trabajos analíticos, biológicos o de fabricación sensibles deben confirmar el pH con un medidor calibrado y ajustar cuidadosamente la solución preparada.

Ejemplos de pH de tampones

Datos de entradapH calculadoExplicación
pKa 4.76; ácido 0.10 M; base 0.10 M4.76Con concentraciones iguales, el pH coincide con el pKa.
pKa 4.76; ácido 0.10 M; base 1.00 M5.76Una concentración de base diez veces mayor eleva el pH una unidad.
pKa 4.76; ácido 1.00 M; base 0.10 M3.76Una concentración de ácido diez veces mayor reduce el pH una unidad.
pKa 7.21; ácido 0.20 M; base 0.40 M7.511Duplicar la base produce un aumento logarítmico de aproximadamente 0.301.

Cómo calcular el pH de un tampón

  1. Busca el pKa del ácido débil a la temperatura correspondiente.
  2. Determina la concentración de equilibrio de la forma de ácido débil.
  3. Determina la concentración de base conjugada en las mismas unidades.
  4. Selecciona Calcular pH del tampón para aplicar la ecuación de Henderson-Hasselbalch.

Preguntas frecuentes sobre el pH de tampones

¿Qué ocurre si las concentraciones de ácido y base son iguales?

La proporción es uno y su logaritmo en base diez es cero. Por tanto, la ecuación de Henderson-Hasselbalch da un pH exactamente igual al pKa.

¿Puedo introducir moles en lugar de molaridad?

Sí, si ambos componentes ocupan el mismo volumen final, su proporción molar coincide con la proporción de concentraciones. Usa moles en ambas entradas o unidades de concentración en ambas, sin mezclarlas.

¿Cuál es el intervalo de pH útil de un tampón?

Una regla habitual es pKa más o menos una unidad de pH. En ese intervalo, la proporción base/ácido va de aproximadamente una décima a diez y ambas formas siguen siendo significativas.

¿La dilución cambia el pH del tampón?

La dilución ideal reduce ambas concentraciones por el mismo factor, por lo que la proporción y el pH calculado no cambian. Sí disminuye la capacidad amortiguadora, y las soluciones muy diluidas pueden mostrar mayores efectos no ideales.

¿Por qué el pH medido puede diferir del resultado?

Las soluciones reales dependen de actividades químicas, no de concentraciones ideales, y el pKa varía con la temperatura y la fuerza iónica. La calibración, los errores de preparación y otros equilibrios también pueden modificar el pH medido.