Meccanismo d'azione di una soluzione tampone

Meccanismo d'azione di una soluzione tampone

Cerchiamo ora di capire per qual motivo una soluzione tampone è in grado di mantenere praticamente invariato il suo pH.

Come si può osservare in una soluzione tampone sono presenti in elevata concentrazione sia l'acido debole indissociato che il suo anione (quest'ultimo prodotto dalla dissociazione del sale). Si noti che se fosse presente solo l'acido debole la concentrazione del suo anione sarebbe invece molto bassa in quanto l'acido è poco dissociato.

Aggiunta di un acido forte

Ora se aggiungiamo alla soluzione un acido forte, gli ioni H⁺ prodotti dalla sua completa dissociazione tendono a combinarsi con gli ioni A^- della soluzione tampone per dare l'acido debole indissociato HA. Naturalmente il processo risulta efficiente solo se in soluzione è presente una elevata concentrazione di ioni A^-.

L'anione A^- è quindi la frazione del tampone che si occupa di rendere minime le diminuzioni di pH

Aggiunta di una base forte

Se invece viene addizionata una base forte gli ioni OH^- prodotti dalla sua completa dissociazione si uniscono agli ioni H⁺ prodotti dall'acido debole per dare acqua indissociata (l'equilibrio di dissociazione dell'acqua è infatti molto spostato verso sinistra, k_w piccola). Naturalmente man mano che gli ioni H⁺ vengono sottratti all'equilibrio dell'acido debole, quest'ultimo, per il principio di Le Chatelier, si dissocia ulteriormente fornendo altri ioni H⁺ che vanno a neutralizzare gli ioni OH^-.

Anche in questo caso il processo risulta efficiente solo se nella soluzione tampone è presente una elevata quantità di acido debole indissociato in grado di fornire ioni H⁺.

L'acido indissociato HA è quindi la frazione del tampone che si occupa di rendere minimi gli aumenti di pH

Il meccanismo d'azione di una soluzione tampone si fonda dunque sulla presenza contemporanea di una elevata concentrazione di acido debole e del suo anione.

Riassumendo:

• L'acido HA intercetta gli ioni OH e previene l'aumento eccessivo del pH
• L'anione A (base coniugata) intercetta gli ioni H⁺ e previene la diminuzione eccessiva del pH

Se ne deduce che un tampone sarà tanto più efficiente quanto più elevata sarà la concentrazione delle sue due specie attive (HA/A