Calculadora de dilucion de tampon

Un tampón funciona porque mantiene un ácido débil junto con su base conjugada, y resiste un cambio de pH porque las dos se interconvierten. Un poco de ácido añadido convierte parte de la forma base en forma ácido; un poco de base añadida hace lo contrario. Cuánto se mueve la mezcla depende de la proporción de las dos formas, y esa proporción es una propiedad de la razón y no de la cantidad total presente. La guía sobre carga neta y Henderson-Hasselbalch recorre la misma relación en un sistema distinto.

La consecuencia para la dilución es precisa y ligeramente contraintuitiva. Una dilución de diez veces divide las dos formas entre diez a la vez, y dividir dos cantidades entre el mismo número deja su razón intacta. Así que el pH que predice la relación ácido-base es esencialmente el que era, y por eso se dice habitualmente que un tampón conserva su pH cuando se diluye. Lo que no sobrevive a la dilución es la capacidad: el depósito de base capaz de absorber el ácido añadido, y de ácido capaz de absorber la base añadida, se reduce en proporción a la dilución.

Capacidad y razón son dos propiedades distintas, y confundirlas es la razón de que la dilución de tampones unas veces se describa como no hacer nada y otras como arruinar el tampón. No hace ninguna de las dos cosas. La razón sobrevive porque las dos especies se diluyen por el mismo factor, y la capacidad cae porque simplemente hay menos de cada especie disponible para reaccionar. Un tampón a un décimo de su concentración original tiene un décimo del depósito, así que una perturbación fija mueve la razón diez veces más de lo que la movía antes. Un décimo del depósito es una pérdida real incluso en un día en que la lectura de pH no se ha movido nada.

Esa descripción tiene un límite. La relación entre la razón y el pH describe un sistema en el que las especies del tampón dominan el comportamiento ácido-base. A medida que un tampón se diluye hacia el punto en el que el disolvente y su propia química empiezan a importar, la explicación simple deja de describir lo que una medida de pH leería realmente, y ninguna aritmética de volúmenes de esta página puede recuperar eso. La calculadora de carga frente a pH muestra el mismo tipo de desplazamiento en proporción para los grupos ionizables, que es la forma general del efecto. Nada de esto se ve en una tabla de dilución.

La fuerza de la solución madre es un múltiplo de la fuerza de trabajo, y el cálculo se apoya en que todos los componentes de la solución madre estén en ese mismo múltiplo. Una solución madre de diez veces diluida diez veces queda en fuerza de trabajo para cada componente en conjunto, y eso es lo que da sentido a un único multiplicador para una mezcla de sales. La suposición se cumple para una solución madre hecha con una sola receta, y no tiene por qué cumplirse para una ensamblada por etapas en las que los componentes llegaron a volúmenes finales distintos. Esta página calculará a partir de una cifra que no describe tal solución madre sin quejarse en absoluto.

El otro fallo aquí es leer el multiplicador como una concentración absoluta. Una solución madre de diez veces de un componente puede ser 1 M, y 1 no es 10. El multiplicador no tiene unidad, porque es la razón de una solución madre respecto a una solución de trabajo, y por eso sobrevive escrito como un número a secas y por eso leerlo como una molaridad da una respuesta que parece razonable y está mal por lo quequiera que sea la concentración de trabajo. La calculadora de solución de trabajo es la misma aritmética de dos volúmenes con concentraciones en los campos en lugar de múltiplos.

El campo de diluente de aquí significa lo que haga falta para llevar el total al volumen que introdujiste, y en el caso habitual eso es disolvente. Diluir un tampón en una muestra o en otra solución es otra operación, porque el líquido receptor tiene su propia composición y su propio pH, y ninguna de las dos está representada por la suposición de disolvente puro. La aritmética sigue devolviendo dos volúmenes que suman tu volumen final, y cada componente del tampón sigue estando en fuerza de trabajo dentro de la mezcla, pero el pH del resultado es ahora una propiedad de una mezcla y no de un tampón solo. Cuando de verdad haya que combinar dos soluciones, la calculadora de mezcla de soluciones lleva explícitamente las dos cantidades.

Merece la pena dejar claro el alcance de la página. Responde a una pregunta, cuánto de una solución madre dada y cuánto diluente producen el volumen final solicitado al múltiplo solicitado. Todo lo demás sobre un tampón, incluido si los componentes son compatibles entre sí, si la fuerza de trabajo encaja con la aplicación y si la mezcla mantiene su pH a la temperatura a la que se va a usar, queda fuera tanto de las entradas como de la aritmética. La calculadora de concentración tras un cambio de volumen cubre el caso relacionado de una sola adición, donde ya existe una solución y solo se quiere el efecto de una adición.