UNIVERSIDAD CATÓLICA “NUESTRA SEÑORA DE LA ASUNCIÓN” CAMPUS ALTO PARANA Facultad de ciencias de la salud Informe de laboratorio Practica N°2: Soluciones amortiguadoras • Nombre: Erika Lujan Moraes Burgos. • Matricula: 47076. • Carrera: Bioquímica. Hernandarias – Alto Paraná – Paraguay 2019 Informe presentado a la catedra de Análisis instrumental II Resumen La práctica realizada en el laboratorio fue la preparación de disoluciones amortiguadoras (Buffers), que consiste en aquellas soluciones cuya concentración de hidrogeniones varía muy poco al añadirles ácidos o bases fuertes. Su objetivo principal es precisamente impedir o amortiguar las variaciones de pH y, por eso, suele decirse que sirven para mantener constante el pH. Están compuestas de un ácido o una base débil y sales de su base o ácido conjugados. En consecuencia, existen dos tipos: buffers ácidos y buffers alcalinos. Para la ejecución de esta práctica se procedió a la preparación de soluciones buffers de fosfato de sodio, fosfato de potasio y acetatos con distintos valores de pH, cuyo pka utilizado para los acetatos fue de 4,74 y para las soluciones de fosfatos de 7,2. En total fueron 7 distintas soluciones, cada una de ellas con un valor de pH determinado En cada una de las soluciones preparadas, fueron efectuadas las respectivas mediciones de pH mediante el potenciómetro (pH-metro), teniendo en cuenta que las mediciones fueron realizadas a una temperatura aproximada de 20◦C y una presión atmosférica de 1 atm Objetivos • Recordar los conocimientos necesarios para la preparación de disoluciones amortiguadoras • Conocer los valores de pH que se obtienen al variar la relación del ácido y su base conjugada, así como al diluir la disolución amortiguadora. • Realizar cálculos y preparación de sistemas buffer de diversos pH. Marco teórico Soluciones amortiguadoras Una solución amortiguadora (buffer, en inglés) se define como una solución que resiste el cambio de pH cuando se agrega una pequeña cantidad de ácido o base o cuando se diluye la solución. Esto es muy útil para mantener el pH para una reacción en su valor óptimo. Una solución amortiguadora consiste en una mezcla de un ácido débil y su base conjugada, o una base débil y su ácido conjugado a concentraciones o relaciones predeterminadas. Es decir, se tiene una mezcla de un ácido débil y su sal o una base débil y su sal (1). Ecuación de Henderson-Hasselbalch: Es útil para calcular el pH de una solución de un ácido débil que contiene su sal. Se puede escribir una forma general para un ácido débil HA que se ioniza a su sal, A - y H+: Algunos ejemplos de disoluciones amortiguadores se representan en la siguiente tabla: Tabla No. 1 Existen determinadas soluciones, denominadas reguladoras, amortiguadoras o buffer, que se caracterizan porque su pH apenas varía con la dilución o con pequeñas adiciones de ácido o de base. Las soluciones amortiguadoras son soluciones de ácidos, HA, o bases débiles con sales, NaA, que tienen un ion común y poseen la propiedad de mantener el pH de las soluciones más o menos constantes a pesar de adiciones de cantidades pequeñas de ácidos o bases fuertes. Estas soluciones contienen siempre un ácido débil y un exceso de su base conjugada y en la práctica se preparan mezclando un ácido o una base débil con una de sus sales totalmente disociada como, por ejemplo: ácido acético + acetato sódico, ácido bórico + borato sódico, amoniaco + cloruro amónico, etc. (2) Una solución amortiguadora debe contener una concentración relativamente grande de ácido para reaccionar con los iones hidroxilo que se le añaden y también debe tener una concentración semejante de base para neutralizar los iones hidronio que se le añaden. Las soluciones amortiguadoras trabajan removiendo los iones H+ o los iones OH- de la solución. De este modo, la acción de una solución amortiguadora es simplemente un caso especial del efecto del ion común; desplazamiento del equilibrio por la adición de un ion que ya está en solución. El efecto del ion común limita la ionización de un ácido (o base) por la presencia de una concentración significativa de una base conjugada (o ácido). (2) Marco metodológico Materiales y Reactivos Balanza analítica Matras aforado de 100ml Vasos de precipitado Varilla de vidrio Vidrio reloj Pipeta volumétrica Sonicador Fosfato de sodio Fosfato de potasio Acetatos Procedimiento Se pesó 0,5111g de NaH2PO4 en la balanza analitica Seguidamente se pesó 1,5189g de NaHPO4 La solucion amortiguadora fue puesta dentro del sonicador para terminar de diluir y homogeneizar Con el potenciometro se procedió a medir el pH correspondiente de la solucion Luego ambas muetras fueron disueltas con agua destilada y enrazada en un matraz de 100ml Resultados Tabla 1. Valores de pH obtenidos Grupos pH Teórico pH Experimental Grupo1 4,9 4,80 Grupo 2 7,5 7,16 Grupo 3 7,3 6,72 Grupo 4 5,2 4,65 Grupo 5 7,3 6,90 Grupo 6 7,6 6,98 Grupo 7 7,6 7,30 Fuente: Datos calculados en el laboratorio Discusión de resultados De acuerdo a los resultados obtenidos en la práctica, se ha podido determinar los valores de pH respectivos para cada solución amortiguadora, que en este caso fueron fosfato de sodio, fosfato de potasio y acetatos. Puesto que cada solución contaba con un pH especifico se realizaron en total siete, de las cuales la mayoría de estas arrojaron resultados inferiores a lo establecido. Se presume que dichas variaciones pudieron presentarse debido a que la balanza analítica utilizada no se encontraba correctamente calibrada, la cual no pudo proporcionar la cantidad exacta de muestra que debería ser pesada. Otra posible causa, puede deberse a la incorrecta manipulación de los reactivos, dado que al momento de pesar las muestras no se tuvo el cuidado correspondiente de las mismas y estas pudieron haber sufrido algún tipo de contaminación al ser tomadas con distintos elementos. Dichas alteraciones mencionadas pudieron haber influido en la variación del pH experimental con respecto al pH teórico dando así un margen de error. Conclusión En conclusión, a todo lo presentado anteriormente, se pudo deducir que se logró utilizar de manera satisfactoria los conocimientos necesarios para la preparación de disoluciones amortiguadoras. De la misma forma pudo determinarse correctamente los valores de pH de las distintas soluciones exceptuando algunos errores, también conocer los valores de pH que se obtienen al variar la relación del ácido y su base conjugada, así como al diluir la disolución amortiguadora. Se consiguió un manejo correcto del instrumento utilizado y se analizó los resultados obtenidos de acuerdo a los conceptos estudiados. Bibliografía 1. Cuadernillo de laboratorio. Universidad católica Campus Alto Paraná. 2. Cuaderno de practicas Bioquimica I. Zunilda Cañete Duarte. Universidad católica Campus Alto Paraná. Apéndice Muestra de cálculo NaHPO4 = Ac NaH2PO4 = Da 7,6 = 7,2 + log 10(7,6−7,2) = 2,5118 = 𝑁𝑎2𝐻𝑃𝑂4 𝑁𝑎𝐻2𝑃𝑂4 𝐴𝑐 𝐷𝑎 𝐴𝑐(𝑁𝑎𝐻𝑝𝑜4) 𝐷𝑎(𝑁𝑎𝐻2𝑃𝑂4) (𝑁𝑎𝐻𝑃𝑂4) = 0,1070𝑀 𝑁𝑎𝐻𝑃𝑂4 + 𝑁𝑎𝐻2𝑃𝑂4 = 0,15 2,5188𝑁𝑎𝐻2𝑃𝑂4 + 𝑁𝑎𝐻2𝑃𝑂4 = 0,15 3,5188𝑁𝑎𝐻2𝑃𝑂4 = 0,15 𝑁𝑎𝐻2𝑃𝑂4 = 0,0426𝑀 100𝑚𝑙 × 100𝑚 × 0,0426𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 1000𝑚𝑙 0,1070𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 1000𝑚𝑙 × × 119,98𝑔 𝑚𝑜𝑙 141,96𝑔 𝑚𝑜𝑙 = 0,5111𝑔(𝑁𝑎𝐻2𝑃𝑂4) = 1,5189𝑔(𝑁𝑎𝐻𝑃𝑂4) Datos calculados Tabla 1. Determinación de pH Concentración Volumen pH Experimental 0,1M 100ml 4,80 Grupos pH Teórico Grupo1 4,9 Grupo 2 7,5 7,16 Grupo 3 7,3 6,72 Grupo 4 5,2 4,65 Grupo 5 7,3 6,90 Grupo 6 7,6 6,98 Grupo 7 7,6 7,30 Datos originales 0,2M 100ml 0,2M 100ml 0,2M 100ml 0,2M 100ml 0,15M 100ml 0,2M 100ml
