Los buffers son soluciones que resisten cambios en el pH cuando se les agregan pequeñas cantidades de ácidos o bases. La sangre mantiene un pH constante de 7.4 debido al sistema buffer formado por el dióxido de carbono, ácido carbónico e iones bicarbonato. Los buffers más efectivos ocurren cuando la concentración del ácido débil y su base conjugada son iguales, a un pH cercano al pKa.

1. BUFFERS

5. BUFFERS

6. BUFFERS

7. BUFFERS Un ejemplo de la capacidad amortiguadora es el plasma sanguíneo de los mamíferos (pH=7.4, constante). 1 mL HCl 10 M + 1000 mL sol´n salina pH 7.0 a 2.0 1 mL HCl 10 M + 1000 mL plasma sanguíneo pH 7.4 a 7.2

9. BUFFERS pKa = 6.4

10. BUFFERS El equilibrio de la izquierda es una reacción ácido-base. El ácido carbónico es el ácido y el agua es la base. La base conjugada del ácido carbónico es el ion bicarbonato. El ácido carbónico también se disocia rápidamente para producir agua y dióxido de carbono, como se muestra en el equilibrio de la derecha. Este proceso no es una reacción ácido-base pero es importante para la capacidad amortiguadora de la sangre.

13. Componentes pesados por separado Ejemplo: preparar 1 L de un buffer potasio fosfato 0.5 M a pH 7.5, con H 3 PO 4 , KH 2 PO 4 , K 2 HPO 4 , y K 3 PO 4 sólidos. 1) Determinar los componentes del buffer e identificar el conjugado ácido-base. En este caso, el pH deseado (7.5) se acerca al pKa de la segunda ionización: H 2 PO 4 - <- -> H + + HPO 4 2- pKa'= 7.21 2) Calcular la relación deseada ácido base con la ecuación de Henderson-Hasselbalch: pH = pKa + log [A - ]/[HA] pH - pKa' = log ([HPO 4 2- ]/[ H 2 PO 4 - ]) [HPO 4 2- ]/[ H 2 PO 4 - ] = 10 pH-pKa [HPO 4 2- ]/[ H 2 PO 4 - ] = 10 7.5-7.21 = 10 0.29 = 1.95 [HPO 4 2- ] = 1.95[H 2 PO 4 - ]

14. 3) Se pesan las cantidades deseadas de sales de potasio (KH 2 PO 4 and K 2 HPO 4 ), que después de disolverse se ionizarán completamente. 4) Calcular la cantidad requerida de cada material. Sabiendo que requerimos un litro y con 0.169 moles de KH 2 PO4 y 0.331 moles of K 2 HPO 4 , se obtienen las masas KH 2 PO 4 : (0.169 mol)(136.1 g/mol) = 23.0 g KH 2 PO 4 K 2 HPO 4 : (0.331 mol)(174.2 g/mol) = 57.7 g K 2 HPO 4 5) Preparar el buffer aforando a 1 L. Componentes pesados por separado

16. 3) Ambos componentes se originan del Tris cristalino. Se necesitan 0.1 moles de Tris para 1 L de buffer Tris 0.1 M. El problema radica en determinar qué tanto ácido fuerte se requiere para originar la relación deseada. En este caso, se quiere una mezcla 50%:50% de Tris y Tris + . Se necesitará suficiente ácido para convertir 0.05 moles de Tris a Tris + . Esto se logra agregando 0.05 moles de H + (requiero 50 mL del HCl 1M). 4) Preparar el buffer. Pesar 0.1 moles de Tris (12.1 g) y disolver en 900 mL de agua. Añadir 50 mL de HCl y mezclar. Medir pH y ajustar si es necesario. Aforar a 1 L. Ambos componentes de misma fuente