pH de los buffers de carbonato a diferentes concentraciones
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¿Existe alguna literatura sobre el pH de los buffers de carbonato a diferentes concentraciones, con una cobertura bastante completa? ¿O acaso hay algún experto que haya realizado experimentos al respecto? Necesito los datos de esos experimentos. Gracias.
Este mensaje fue editado por última vez por qugd el 26-9-2016 a las 13:49. El sistema de amortiguación a base de carbonatos es un sistema típico de amortiguación en el rango alcalino, basado en ácidos débiles binarios. Se puede calcular fácilmente utilizando la constante de ionización secundaria del carbonato y su concentración. Cuando la concentración no es muy alta, los valores calculados difieren poco de los valores reales. Busca un libro de química analítica y haz los cálculos por tu cuenta. A continuación se presentan los conceptos básicos del equilibrio de ionización y del cálculo de concentraciones. En las soluciones acuosas existe un equilibrio complejo entre los compuestos de carbonato y bicarbonato. Este equilibrio se puede representar mediante las siguientes reacciones:
CO2 + H2O → H2CO3
H2CO3 → H+ + HCO3-
HCO3- → H+ + CO32-
Estas tres reacciones pueden combinarse en una sola:
CO2 + H2O → (H2CO3) → H+ + HCO3- → H+ + CO32-
Dado que un molécula de CO2 solo puede formar una molécula de H2CO3, y una molécula de H2CO3 solo puede ionizarse para producir una molécula de HCO3-, y una molécula de HCO3- solo puede ionizarse para producir una molécula de CO32-, entonces, independientemente de cómo cambien las concentraciones de CO2, HCO3- y CO32-, la suma de sus concentraciones siempre será igual a una constante C. En otras palabras:
[A] = 1
Además, como se indica en las ecuaciones (B) y (C):
[B] = K1
[C] = K2
Si se toman las tres fracciones de la ecuación (A) como variables dependientes, y [H+] como variable independiente, al resolver estas tres ecuaciones se puede determinar la cantidad de CO2, HCO3- y CO32- en un sistema, para diferentes valores de [H+] (o pH). Los valores de K1 (4,45×10⁻⁷) y K2 (4,96×10⁻¹¹) a 25°C son valores conocidos. Al graficar estos valores como coordenadas verticales y el valor de pH como coordenada horizontal, se obtiene la relación entre los compuestos de carbonato en solución acuosa y el valor de pH a 25°C, como se muestra en la Figura 1. http://www.mining120.com/WebEditor/uploadfile/20100902113400825.jpg Figura 1: Relación entre la ionización del carbonato y el valor de pH (25°C). Como se puede observar en la Figura 1, cuando el pH es menor que 4.4, solo está presente CO2 en la solución. Por otro lado, cuando el pH es mayor que 8.35, no hay CO2 presente en la solución acuosa ； El ion bicarbonato HCO3‑ solo puede existir cuando el valor de pH está entre 4.4 y 12.0. Cuando el pH es de 8.35, la concentración de HCO3‑ es la más alta, aproximadamente el 98% ； Cuando el pH es mayor que 8.35, solo entonces está presente CO32‑ en la solución acuosa
CO2 + H2O → H2CO3
H2CO3 → H+ + HCO3-
HCO3- → H+ + CO32-
Estas tres reacciones pueden combinarse en una sola:
CO2 + H2O → (H2CO3) → H+ + HCO3- → H+ + CO32-
Dado que un molécula de CO2 solo puede formar una molécula de H2CO3, y una molécula de H2CO3 solo puede ionizarse para producir una molécula de HCO3-, y una molécula de HCO3- solo puede ionizarse para producir una molécula de CO32-, entonces, independientemente de cómo cambien las concentraciones de CO2, HCO3- y CO32-, la suma de sus concentraciones siempre será igual a una constante C. En otras palabras:
[A] = 1
Además, como se indica en las ecuaciones (B) y (C):
[B] = K1
[C] = K2
Si se toman las tres fracciones de la ecuación (A) como variables dependientes, y [H+] como variable independiente, al resolver estas tres ecuaciones se puede determinar la cantidad de CO2, HCO3- y CO32- en un sistema, para diferentes valores de [H+] (o pH). Los valores de K1 (4,45×10⁻⁷) y K2 (4,96×10⁻¹¹) a 25°C son valores conocidos. Al graficar estos valores como coordenadas verticales y el valor de pH como coordenada horizontal, se obtiene la relación entre los compuestos de carbonato en solución acuosa y el valor de pH a 25°C, como se muestra en la Figura 1. http://www.mining120.com/WebEditor/uploadfile/20100902113400825.jpg Figura 1: Relación entre la ionización del carbonato y el valor de pH (25°C). Como se puede observar en la Figura 1, cuando el pH es menor que 4.4, solo está presente CO2 en la solución. Por otro lado, cuando el pH es mayor que 8.35, no hay CO2 presente en la solución acuosa ； El ion bicarbonato HCO3‑ solo puede existir cuando el valor de pH está entre 4.4 y 12.0. Cuando el pH es de 8.35, la concentración de HCO3‑ es la más alta, aproximadamente el 98% ； Cuando el pH es mayor que 8.35, solo entonces está presente CO32‑ en la solución acuosa