Calculadora de pH de amortiguador

pH = pK_a + log₁₀([A^-]/[HA]), donde [A^-] es la concentración de la base conjugada y [HA] la del ácido débil. Aproxima el pH de una solución amortiguadora a partir del pK_a del ácido débil y la razón entre sus formas ionizada y no ionizada. La aproximación funciona bien cuando ambas concentraciones están por encima de ~0.001 M y el pK_a cae entre aproximadamente 3 y 11.

Un amortiguador funciona mejor dentro de una unidad de pH respecto a su pK_a (pK_a &minus; 1 a pK_a + 1). Fuera de ese rango, la razón ácido a base conjugada se vuelve extrema (>10:1 o <1:10) y el amortiguador tiene poca capacidad para resistir cambios. Por ejemplo, un amortiguador de acetato (pK_a 4.76) es efectivo aproximadamente entre pH 3.8 y 5.8.

Elige un ácido débil cuyo pK_a esté dentro de 1 unidad de tu pH objetivo. Usa la ecuación de Henderson-Hasselbalch para hallar la razón [A^-]/[HA] necesaria: razón = 10^{(pH &minus; pK_a)}. Mezcla el ácido débil y su base conjugada (o su sal) en esa razón a la concentración total deseada. Para pH 7.4 con amortiguador de fosfato (pK_a 7.20), la razón es 10^0.20 &asymp; 1.58 de base por cada parte de ácido.

Henderson-Hasselbalch supone que las concentraciones de equilibrio del ácido débil y la base conjugada son iguales a las cantidades que mezclaste, ignorando el pequeño desplazamiento por la disociación y por los propios H⁺ y OH^- del agua. Un tratamiento exacto con tabla ICE (inicial, cambio, equilibrio) resuelve el equilibrio completo y el balance del agua, de modo que sí toma en cuenta ese desplazamiento. Ambos coinciden bastante para amortiguadores típicos, pero difieren en soluciones muy diluidas (por debajo de unos 0.001 M), cuando la razón del amortiguador es extrema o cuando el pH objetivo está lejos del pK_a, porque la disociación y la contribución del agua omitidas pasan a ser una fracción grande del total. Para esos casos conviene un solucionador exacto.