Qué hace esta calculadora
Esta herramienta predice cómo varía el pH de una disolución tampón (también llamada disolución amortiguadora o reguladora) cuando le añades un ácido o una base fuerte. Un tampón resiste los cambios de pH porque contiene un ácido débil (HA) y su base conjugada (A⁻) en cantidades comparables. Al añadir ácido o base fuerte se desplaza la proporción entre estas dos especies, y el nuevo pH se obtiene con la ecuación de Henderson-Hasselbalch. Es una herramienta de química universal y válida en cualquier lugar.
Cómo usarla
Introduce el pKa del tampón, los moles de base conjugada (A⁻) y de ácido débil (HA) presentes antes de la adición y, a continuación, elige si vas a añadir ácido fuerte (H⁺) o base fuerte (OH⁻) y cuántos moles. La calculadora aplica el desplazamiento estequiométrico y devuelve el nuevo pH y pOH. Como se utiliza la relación entre moles, también puedes introducir concentraciones o milimoles, siempre que ambos componentes compartan las mismas unidades.
La fórmula explicada
El ácido fuerte reacciona con la base conjugada: \(A^- + H^+ \rightarrow HA\), de modo que la base disminuye y el ácido aumenta. La base fuerte reacciona con el ácido débil: \(HA + OH^- \rightarrow A^- + H_2O\), de modo que el ácido disminuye y la base aumenta. El nuevo pH es entonces:
$$\text{pH} = \text{p}K_a + \log_{10}\!\left(\frac{\text{nuevos moles de base}}{\text{nuevos moles de ácido}}\right)$$
Esto supone que el reactivo fuerte se consume por completo y que no se agota ninguno de los componentes del tampón. Si uno de ellos se agota, se supera la capacidad amortiguadora y el resultado deja de ser fiable.
Ejemplo resuelto
Un tampón tiene un pKa de 4,74 con 0,10 mol de HA y 0,10 mol de A⁻. Añade 0,02 mol de ácido fuerte. El ácido pasa a 0,12 mol y la base a 0,08 mol. $$\text{pH} = 4{,}74 + \log_{10}(0{,}08/0{,}12) = 4{,}74 + \log_{10}(0{,}6667) = 4{,}74 - 0{,}176 = 4{,}564.$$
Preguntas frecuentes
¿Por qué el pH apenas cambia? El logaritmo de una proporción varía lentamente, y precisamente por eso los tampones estabilizan el pH en valores próximos al pKa.
¿Y si añado demasiado ácido fuerte? Si los moles añadidos igualan o superan a uno de los componentes del tampón, este se consume, el tampón se rompe y la calculadora muestra una advertencia: la disolución se comporta entonces como un ácido o una base fuerte.
¿Importa el volumen? No, porque la ecuación utiliza una relación de moles, el volumen de dilución compartido se cancela.
