Calculadora de diluicao de tampao

Um tampão funciona porque mantém um ácido fraco junto com a sua base conjugada, e resiste a uma mudança de pH porque as duas se transformam uma na outra. Um pouco de ácido acrescentado transforma parte da forma base na forma ácido; um pouco de base acrescentado faz o contrário. Até onde a mistura se mexe depende da proporção das duas formas, e essa proporção é uma propriedade da razão e não da quantidade total presente. O guia sobre carga líquida e Henderson-Hasselbalch trabalha a mesma relação num sistema diferente.

A consequência para a diluição é precisa e ligeiramente contraintuitiva. Uma diluição de dez vezes divide as duas formas por dez ao mesmo tempo, e dividir duas quantidades pelo mesmo número deixa a razão delas intacta. Portanto o pH previsto pela relação ácido-base é essencialmente o que era, e é por isso que se diz normalmente que um tampão mantém o seu pH quando é diluído. O que não sobrevive à diluição é a capacidade: a reserva de base capaz de absorver ácido acrescentado, e de ácido capaz de absorver base acrescentada, encolhe na proporção da diluição.

Capacidade e razão são duas propriedades diferentes, e confundi-las é a razão pela qual a diluição de tampão às vezes é descrita como não fazendo nada de todo e às vezes como estragando o tampão. Não faz nenhuma das duas. A razão sobrevive porque ambas as espécies são diluídas pelo mesmo fator, e a capacidade desce porque há simplesmente menos de cada espécie disponível para reagir. Um tampão a um décimo da sua concentração original tem um décimo da reserva, portanto uma perturbação fixa move a razão dez vezes mais do que movia antes. Um décimo da reserva é uma perda real mesmo num dia em que a leitura de pH não se mexeu nada.

Há um limite a essa descrição. A relação entre a razão e o pH descreve um sistema em que as espécies do tampão dominam o comportamento ácido-base. À medida que um tampão é diluído na direcção do ponto em que o solvente e a sua própria química começam a importar, a explicação simples deixa de descrever o que uma medição de pH leria de facto, e nenhuma aritmética de volume nesta página pode recuperar isso. A calculadora de carga em função do pH mostra o mesmo género de deslocamento em proporção para grupos ionizáveis, que é a forma geral do efeito. Nada disto é visível numa tabela de diluição.

A força da solução estoque é um múltiplo da força de trabalho, e o cálculo assenta em cada componente da estoque estar nesse mesmo múltiplo. Uma estoque a dez vezes diluída dez vezes fica na força de trabalho para cada componente em conjunto, e é isso que torna um único multiplicador sequer significativo para uma mistura de sais. A suposição vale para uma estoque preparada segundo uma única receita, e não precisa de valer para uma montada por etapas em que os componentes chegaram a volumes finais diferentes. Esta página vai calcular a partir de um número que não descreve tal estoque sem qualquer queixa.

O outro modo de falhar aqui é ler o multiplicador como uma concentração absoluta. Uma solução estoque a dez vezes de um componente pode ser 1 M, e 1 não é 10. O multiplicador não tem unidade, porque é uma razão entre uma estoque e uma solução de trabalho, e é por isso que sobrevive escrito como um número simples e é por isso que lê-lo como uma molaridade dá uma resposta que parece razoável e está errada pelo que quer que a concentração de trabalho seja. A calculadora de solução de trabalho é a mesma aritmética de dois volumes com concentrações nos campos em vez de múltiplos.

O campo do diluente aqui significa o que quer que leve o total ao volume que introduziu, e no caso comum isso é solvente. Diluir um tampão numa amostra ou noutra solução é uma operação diferente, porque o líquido que recebe tem a sua própria composição e o seu próprio pH, e nenhum dos dois está representado por uma suposição de solvente puro. A aritmética continua a devolver dois volumes que somam ao seu volume final, e cada componente do tampão continua na força de trabalho na mistura, mas o pH do resultado passa a ser uma propriedade de uma mistura e não de um tampão sozinho. Quando são mesmo de combinar duas soluções, a calculadora de mistura de soluções transporta as duas quantidades explicitamente.

Vale a pena deixar claro o âmbito desta página. Ela responde a uma pergunta, que é quanto de uma dada estoque e quanto diluente produzem o volume final pedido ao múltiplo pedido. Tudo o resto sobre um tampão, incluindo se os componentes são compatíveis em combinação, se a força de trabalho serve a aplicação e se a mistura mantém o seu pH à temperatura a que vai ser usada, fica fora tanto das entradas como da aritmética. A calculadora de concentração após mudança de volume cobre o caso relacionado de uma única adição, em que uma solução já existe e só se quer o efeito de uma adição.