O que é um agente de buffer?
Na química ácido-base, um agente tampão é uma substância que pode ser usada para manter uma solução em pH constante ou nível de acidez-alcalinidade. Os ácidos em solução aquosa fornecem íons hidrônio (H 3 O + ), enquanto os álcalis fornecem íons hidróxido (OH - ). O pH da solução é uma medida das concentrações relativas desses íons. Uma solução contendo um agente tampão pode, até certo ponto, absorver os íons hidrônio ou hidróxido adicionais que são introduzidos quando um ácido ou base é adicionado sem nenhuma alteração na razão H 3 O + / OH - e, portanto, nenhuma alteração no pH . Os tampões de ocorrência natural são encontrados em sistemas biológicos e os agentes de tamponamento têm muitos usos na química e na indústria.
Quando um ácido é dissolvido na água, ele - em maior ou menor grau - ioniza em íons H + e ânions carregados negativamente. Os íons H + combinam-se com a água para formar íons hidrônio (H 3 O + ) e o ânion negativo é conhecido como base conjugada. O ácido clorídrico aquoso, por exemplo, forma íons hidrônio e a base do conjugado é o íon cloreto: HCl + H2O → H3O + + Cl - . A base conjugada pode reagir com íons hidrônio para reformar o ácido, mas, neste caso, o íon cloreto 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 conjugada é mais forte e, portanto, a concentração de íons hidrônio é menor.
Uma mistura contendo um sal de um ácido fraco juntamente com o ácido do qual é derivado pode frequentemente ser usada como um agente tampão ácido; o sal garante um suprimento abundante da base conjugada do ácido. Ácidos fortes e seus sais não são úteis como agentes tamponantes, pois um agente tamponante ácido precisa que grandes quantidades de ácido estejam presentes na forma não ionizada e porque o pH, em qualquer caso, geralmente precisa ser mantido em um ponto quase neutro ou neutro. apenas valor moderadamente ácido ou alcalino. Da mesma forma, um agente tampão alcalino geralmente envolve um sal de um alcalino fraco juntamente com o próprio alcalino.
Um exemplo simples de uma solução tamponante ácida 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 hidrônio 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 sobre o pH. Quando um alcalino é adicionado, os íons hidróxido adicionais (OH - ) reagem com o ácido acético para formar íons acetato e água, e com a menor quantidade de íons hidrônio para formar mais água, novamente com pouco efeito no pH.
Os organismos vivos empregam agentes tampão em vários papéis. Por exemplo, o pH do sangue precisa ser mantido perto de 7,4 - ligeiramente no lado alcalino do neutro. Dado que uma ampla variedade de produtos químicos com acidez e alcalinidade variadas pode entrar na corrente sanguínea a partir de alimentos ingeridos, é necessário um agente tampão para garantir que esse valor seja mantido. Isso é obtido por uma combinação de íons ácido carbônico (H 2 CO 3 ) e carbonato de hidrogênio (HCO 3 - ).
Os agentes tampão são amplamente utilizados na indústria e em muitos produtos comuns. Eles são usados em detergentes, alimentos e cerveja para garantir que o pH permaneça dentro da faixa exigida pelas leveduras responsáveis pela fermentação. O xampu funciona melhor quando é levemente ácido e geralmente contém um agente tampão para evitar a perda de acidez durante o uso. Os tampões também são muito usados em biologia e bioquímica. Os tampões de Good, desenvolvidos na década de 1960 por NE Good, são um grupo de agentes tampão cuidadosamente projetados para não interferir nas reações biológicas.