O que é um agente buffer?

Na química ácida-base, um agente tamponador é uma substância que pode ser usada para manter uma solução em um pH constante ou nível de acidez-alcalinidade. Os ácidos na solução aquosa fornecem íons hidrônios (H ₃ o +), enquanto os alcalis fornecem íons hidróxido (oh -). O pH da solução é uma medida das concentrações relativas desses íons. Uma solução que contém um agente tamponador pode, até certo ponto, absorver os íons hidrônios ou hidróxidos adicionais que são introduzidos quando um ácido ou base é adicionado sem qualquer alteração na razão H 3 o +/oh - e, portanto, nenhuma alteração no pH. Os tampões que ocorrem naturalmente são encontrados em sistemas biológicos e agentes tampão têm muitos usos em química e indústria. Os íons h + combinam -se com água para formar íons hidrônicos (h 3 o +) e tO ânion negativo é conhecido como base conjugada. Aqueous hydrochloric acid, for example, forms hydronium ions and the conjugate base is the chloride ion: HCl + H₂O → H₃O⁺ + Cl^-. The conjugate base can react with hydronium ions to re-form the acid, but in this case, the chloride O íon é uma base fraca, portanto, o ácido clorídrico na água consiste quase inteiramente de íons hidroxônio e íons cloreto, tornando -o um ácido forte. Em um ácido fraco, no entanto, a reação reversa é significativa porque a base do conjugado é mais forte e, portanto, a concentração de íons de hidrônio é menor.

Uma mistura contendo um sal de um ácido fraco junto com o ácido do qual é derivado pode ser usado frequentemente como um agente de tamponamento ácido; O sal garante um suprimento abundante da base conjugada do ácido. Ácidos fortes e seus sais não são úteis como agentes tampão, comoUm agente de tampão ácido precisa de grandes quantidades do ácido para estar presente em forma não ionizada e porque o pH, em qualquer caso, geralmente precisa ser mantido em um valor quase neutro ou apenas moderadamente ácido ou alcalino. Da mesma forma, um agente de tamponamento alcalino geralmente envolve um sal de um álcali fraco junto com o próprio álcali.

Um exemplo simples de uma solução de tamponamento ácido é uma solução aquosa de ácido acético e acetato de sódio. O ácido acético é um ácido fraco, portanto a maior parte não será ionizada. Ao adicionar um ácido, os íons hidrônios adicionais reagirão com os íons acetato do acetato de sódio, formando mais ácido acético, que permanecerá principalmente não ionizado e, portanto, não terá muito efeito no pH. Quando um alcalino é adicionado, os íons hidróxido adicional (oh -) reagirão com o ácido acético para formar íons acetados e água e com a menor quantidade de íons de hidrônio para formar mais água, novamente com pouco efeito no ph.

Organismos vivos empregam bufferiagentes ng em várias funções. Por exemplo, o pH do sangue precisa ser mantido perto de 7,4 - ligeiramente no lado alcalino do neutro. Dado que uma grande variedade de produtos químicos de acidez e alcalinidade variáveis ​​pode entrar na corrente sanguínea a partir de alimentos que são ingeridos, é necessário um agente tamponador para garantir que esse valor seja mantido. Isso é conseguido por uma combinação de ácido carbônico (H _{2 CO 3 ) e carbonato de hidrogênio (HCO} 3 -) íons.

Agentes de tamponamento são amplamente utilizados na indústria e em muitos produtos comuns. Eles são usados ​​em detergentes, em alimentos e em fabricação de cerveja para garantir que o pH permaneça dentro do intervalo exigido pelas leveduras responsáveis ​​pela fermentação. O shampoo funciona melhor quando é levemente ácido e geralmente contém um agente tamponador para evitar a perda de acidez durante o uso. Os buffers também são muito utilizados em biologia e bioquímica. Os buffers da Good, desenvolvidos na década de 1960 por N.E. Bom, são um grupo de agentes tamponadores cuidadosamente desiGned para não interferir nas reações biológicas.