Calcular el pH de una disolución tampón (amortiguadora)
Elige el par ácido/base conjugada (o escribe su Ka o pKa) y las concentraciones de los dos. Si quieres ver cómo amortigua, indica cuántos moles de ácido o base fuerte añades.
En resumen
El pH de una disolución tampón se calcula con la ecuación de Henderson-Hasselbalch: pH = pKa + log([A⁻] / [HA]), donde [HA] es la concentración del ácido débil y [A⁻] la de su base conjugada (su sal).
Un tampón de ácido acético 0,1 M y acetato de sodio 0,1 M (pKa = 4,76) tiene pH = 4,76 + log(0,1 / 0,1) = 4,76. Si a 1 L se le añaden 0,01 mol de HCl, solo baja a 4,67; en agua pura bajaría a 2.
Qué es una disolución tampón
Una disolución tampón, amortiguadora o reguladora (buffer en inglés) es la mezcla de un ácido débil y su base conjugada en cantidades parecidas, como ácido acético y acetato de sodio, o amoniaco y cloruro de amonio. Mantiene el pH casi constante al añadir pequeñas cantidades de ácido o de base, o al diluirla, porque cada forma neutraliza lo que llega:
La ecuación de Henderson-Hasselbalch
Sale de despejar [H₃O⁺] en la constante de acidez, Ka = [A⁻]·[H₃O⁺] / [HA], y tomar logaritmos. Supone que el ácido y la base apenas reaccionan con el agua, lo que se cumple cuando sus concentraciones son mucho mayores que Ka. Como el ácido y la base están en el mismo volumen, en el cociente se pueden poner moles en lugar de concentraciones.
Con amoniaco y amonio se usa el pKa del ion amonio (9,25), el ácido del par. Si solo conoces la Kb del amoniaco (1,8 · 10⁻⁵), pKa = 14 − pKb = 14 − 4,74 = 9,26.
Qué pasa al añadir un ácido o una base fuerte
- Calcula los moles de ácido y de base conjugada que hay en el tampón (n = C · V).
- El ácido fuerte añadido convierte la misma cantidad de A⁻ en HA; la base fuerte, de HA en A⁻.
- Aplica otra vez Henderson-Hasselbalch con los moles nuevos.
- Si lo añadido supera los moles de la forma que lo neutraliza, el tampón se ha agotado y el pH lo fija el exceso.
Cómo preparar un tampón de un pH concreto
Elige un par con el pKa cerca del pH que quieres (a menos de una unidad) y despeja el cociente:
Para un tampón de fosfato de pH 7,40: [HPO₄²⁻] / [H₂PO₄⁻] = 10^(7,40 − 7,21) = 1,55; por ejemplo, 0,062 M de HPO₄²⁻ y 0,04 M de H₂PO₄⁻.
pKa de los tampones más habituales
| Par ácido / base | pKa a 25 °C | Amortigua entre pH |
|---|---|---|
| CH₃COOH / CH₃COO⁻ | 4,76 | 3,76 y 5,76 |
| HCOOH / HCOO⁻ | 3,75 | 2,75 y 4,75 |
| CH₃CH(OH)COOH / CH₃CH(OH)COO⁻ | 3,86 | 2,86 y 4,86 |
| C₆H₅COOH / C₆H₅COO⁻ | 4,2 | 3,2 y 5,2 |
| H₃PO₄ / H₂PO₄⁻ | 2,16 | 1,16 y 3,16 |
| H₂PO₄⁻ / HPO₄²⁻ | 7,21 | 6,21 y 8,21 |
| HPO₄²⁻ / PO₄³⁻ | 12,32 | 11,32 y 13,32 |
| H₂CO₃ / HCO₃⁻ | 6,35 | 5,35 y 7,35 |
| HCO₃⁻ / CO₃²⁻ | 10,33 | 9,33 y 11,33 |
| NH₄⁺ / NH₃ | 9,25 | 8,25 y 10,25 |
Valores del CRC Handbook of Chemistry and Physics. El ácido carbónico aparece con el pKa aparente (6,35), que cuenta el CO₂ disuelto. En la sangre, a 37 °C, se usa 6,1.
Ejemplos resueltos
¿Qué pH tiene un tampón de ácido acético 0,1 M y acetato de sodio 0,1 M?
Con la misma concentración de las dos formas, pH = pKa = 4,76.
Probar este ejemplo¿Y el de amoniaco 0,2 M con cloruro de amonio 0,1 M?
pH = 9,25 + log(0,2 / 0,1) = 9,25 + 0,30 = 9,55.
Probar este ejemploA 1 L de tampón fosfato con 0,05 mol de H₂PO₄⁻ y 0,05 mol de HPO₄²⁻ se le añaden 0,005 mol de NaOH. ¿Nuevo pH?
Quedan 0,045 mol de H₂PO₄⁻ y 0,055 de HPO₄²⁻: pH = 7,21 + log(0,055 / 0,045) = 7,30. Solo sube 0,09.
Probar este ejemploLa sangre tiene 24 mmol/L de HCO₃⁻ y 1,2 mmol/L de CO₂ disuelto (pKa 6,1 a 37 °C). ¿Qué pH tiene?
pH = 6,1 + log(24 / 1,2) = 6,1 + 1,30 = 7,40. El cociente (20) queda lejos de 1: por eso el cuerpo lo regula con la respiración (CO₂) y los riñones (bicarbonato).
Probar este ejemploErrores típicos
- Poner el cociente al revés. Arriba va la base conjugada (la sal) y abajo el ácido.
- Usar el pKb de una base en lugar del pKa de su ácido conjugado (amonio: 9,25, no 4,75).
- Sumar el ácido fuerte al pH sin más. Primero reacciona con la base del tampón: hay que restar y sumar moles.
- Usar Henderson-Hasselbalch sin tampón: con solo el ácido débil no vale; usa la calculadora de pH de ácidos y bases débiles.
Para el pH de ácidos y bases fuertes está la calculadora de pH, y para las curvas de neutralización (donde a mitad de camino se forma un tampón con pH = pKa), la de valoraciones.
Un poco de historia
Lawrence Joseph Henderson escribió en 1908 la ecuación para el pH de la sangre a partir del equilibrio del ácido carbónico. En 1916, Karl Albert Hasselbalch la reescribió con logaritmos, usando la escala de pH que Søren Sørensen había propuesto en 1909: de ahí el nombre de Henderson-Hasselbalch.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la fórmula de Henderson-Hasselbalch?
pH = pKa + log([base] / [ácido]), con pKa = −log Ka. Con ácido acético 0,1 M y acetato 0,15 M (pKa = 4,74): pH = 4,74 + log 1,5 ≈ 4,92. Si hay lo mismo de base que de ácido, pH = pKa.
¿Cómo se calcula el pH de una disolución tampón?
Con la ecuación de Henderson-Hasselbalch: pH = pKa + log([base conjugada] / [ácido]). Para ácido acético 0,1 M y acetato 0,2 M, pH = 4,76 + log(0,2 / 0,1) = 4,76 + 0,30 = 5,06.
¿Qué es una disolución amortiguadora?
Una mezcla de un ácido débil y su base conjugada (o de una base débil y su ácido conjugado) que mantiene el pH casi constante al añadir pequeñas cantidades de ácido o de base. También se llama tampón, reguladora o buffer.
¿Por qué el pH de un tampón equimolar es igual al pKa?
Porque si [A⁻] = [HA], el cociente vale 1 y log 1 = 0, así que pH = pKa. Es el punto en que el tampón amortigua mejor.
¿Cuánto cambia el pH al añadir HCl a un tampón?
Poco, mientras quede base conjugada: el HCl convierte A⁻ en HA. A 1 L de tampón acético 0,1 M / 0,1 M, 0,01 mol de HCl lo bajan de 4,76 a 4,67. En agua pura lo bajarían hasta 2.
¿Qué es la capacidad amortiguadora?
La cantidad de ácido o base fuerte que puede neutralizar un tampón sin que el pH cambie mucho. Es mayor cuanto más concentrado está y cuanto más parecidas son las cantidades de ácido y de base. Si se añade más ácido que moles de base hay, el tampón se agota.
¿Qué tampón elijo para un pH concreto?
Uno cuyo pKa esté a menos de una unidad del pH buscado: acético para pH 4–5,5, fosfato (7,21) para pH 6,2–8,2, amonio (9,25) para pH 8,3–10,3.
Fuentes
- CRC Handbook of Chemistry and Physics: constantes de disociación
- IUPAC Gold Book: terminología química
Revisado en septiembre de 2026.
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