Curva de valoración de un ácido débil.

Cuando se añade una base fuerte como el NaOH a un ácido débil (HA), los productos son agua y la sal del ácido:

HA + NaOH → Na⁺A^- + H₂O

A medida que una mayor cantidad del ácido libre se convierte en sal, la proporción [sal]/[ácido] aumenta tal como predice la ecuación de Henderson-Hasselbalch. Entre el 0% y el 10% de la valoración, el pH cambia drásticamente con cada adición de base; lo mismo ocurre entre el 90% y el 100% de la valoración. Comruébalo tú mismo representando gráficamente la curva de valoración para un ácido débil con un pK de 7.0.

Observa que entre el 10% y el 90% de la valoración, el pH de la mezcla del ácido y su sal cambia relativamente poco con cada incremento de base añadida. Esta es la propiedad definitoria de un amortiguador (tampón): una solución de un ácido débil y su sal que resiste los cambios de pH tras la adición de un ácido fuerte o de una base fuerte. La parte central de la curva de valoración es la región de amortiguación; por lo general, la acción amortiguadora es más fuerte entre 1 unidad de pH por debajo del pK_a y 1 unidad de pH por encima de este.

Ya viste en la ecuación activa de Henderson-Hasselbalch que cuando la concentración de ácido y de sal son iguales, el pH = pK_a. Esta equivalencia ocurre exactamente en el punto medio de la curva de valoración, cuando el ácido se ha valorado al 50%. Este hecho se puede utilizar para determinar el pK_a de un ácido desconocido mediante su valoración; su pK_a es el pH en el punto medio exacto de la valoración, el cual coincide con el punto de inflexión.

Sustituye varios valores de pK_a y observa las relaciones entre las curvas resultantes. ¿Cómo se comparan sus formas? ¿Y sus posiciones en el eje del pH?

¿Cuál de estos ácidos débiles sería útil para preparar un tampón de pH 6.2?

Para representar la curva de valoración de un ácido débil, introduce el pK_a y pulsa en Nuevo Gráfico. Se pueden mostrar hasta 5 gráficos a la vez. El botón Borrar eliminará todos los gráficos. Para ver el pK_a de cada gráfico, pulsa el botón Leyenda. El botón Rediseñar actualizará el gráfico. Para ver el valor de cada gráfico en un punto determinado, mueve el cursor a la ubicación deseada, haz clic y mantenlo pulsado.

Créditos

Original material from Lehninger Principles of Biochemistry, 5^a edición, de D. Nelson and M. Cox; 2009. ISBN: 0-7167-7108-X.

Dr. José Antonio Encinar. (IBMC-UMH)