Soluzioni tampone

Soluzioni tampone

Si dicono tamponate quelle soluzioni acquose che conservano praticamente immutato il proprio pH anche dopo l'aggiunta di piccole quantità di acidi o basi. I tamponi sono una sorta di "ammortizzatori" di pH.

I tamponi hanno una straordinaria importanza biologica, infatti moltissime soluzioni biologiche (sangue, linfa, succhi gastrici etc) richiedono il mantenimento di un pH costante.

L'effetto tampone si ottiene sciogliendo in acqua un acido debole con un suo sale o una base debole con il relativo sale.

Consideriamo ad esempio una soluzione contenente C_A mol/L di un generico acido debole HA e C_S mol/L di un suo sale di sodio NaA.

L'acido debole è presente in soluzione quasi totalmente indissociato essendo il suo equilibrio fortemente spostato verso sinistra.

Il sale dell'acido è invece completamente dissociato

Essendo un elettrolita forte il sale rimane completamente dissociato anche in presenza dell'acido debole. L'equilibrio di dissociazione dell'acido viene invece disturbato dalla presenza degli ioni A^- prodotti dalla dissociazione del sale, ed il suo equilibrio retrocede spostandosi ulteriormente verso sinistra.

Per calcolare il pH di una soluzione tampone determiniamo le concentrazioni di equilibrio. Poiché il sale si dissocia completamente esso produce una quantità di ioni A^- pari alla sua concentrazione iniziale. Possiamo allora scrivere

Ora descriviamo l'equilibrio di dissociazione dell'acido debole HA che si dissocia, in presenza di [A^-] = C_sale, in x ioni H⁺ e x ioni A^-

Esprimiamo ora le concentrazioni di equilibrio in funzione della k_a

che, risolta rispetto alla x, fornisce