Un sistema tampón es solo un ácido débil con su conjugado o una base débil con su conjugado, y su “bondad” depende de la estabilidad de ambos componentes (mantener un equilibrio) cuando está protonado / poliprotonado / desprotonado / polideprotonado. Es por eso que los sistemas de tampones inorgánicos (y los orgánicos) usan ácidos y bases débiles para mantener soluciones que pueden donar protones lentamente o recibir el impacto de cantidades crecientes de protones o cantidades crecientes de actividad de base / electrón. Los tampones pueden hacer esto sin cambios tremendos en los valores de pH o pKa, que miden la concentración de iones de hidrógeno en la solución y la disociación ácida de la solución.
Entonces, consideremos el ácido fosfórico, un ácido triprótico, para esta respuesta.
El ácido fosfórico es un ácido poliprótico débil. Agregar ácido fosfórico en una solución tampón sería una buena idea, ya que electronegativamente y donaría lentamente uno de sus protones a cualquier base que se introdujera en ese sistema, favoreciendo una transición “más suave” de un equilibrio a otro.
Este es el ácido fosfórico. Observe los dos tipos de enlaces de átomos centrales: enlaces simples de fósforo-oxígeno y enlaces dobles de fósforo-oxígeno.
A continuación, se trata de un mapa de potencial electrostático, también conocido como un mapa de electronegatividad molecular distribuido aproximadamente en las nubes de electrones de cada átomo. El rojo es rico en electrones y el azul es pobre en electrones.
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Por lo tanto, el doble enlace P = O es claramente visible en la parte superior, y los tres grupos funcionales de fósforo-alcohol están debajo.
Aquí está la curva de titulación de ácido poliprótico débil habitual:
Aquí está la curva de titulación habitual del ácido fosfórico en una base fuerte (hidróxido de sodio).
pKa1 = 2.16
pKa2 = 7.20
pKa3 = 12.32
Puede ver que debido a la electronegatividad del compuesto y la vacilación para donar electrones (probablemente otra pregunta), lleva un tiempo aumentar su pH significativamente, incluso con una base fuerte.
Justin Dragna me ganó.
Maldita sea.
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Mapas de potencial electrostático
Ácidos y bases polipróticos
16.5 Titulaciones ácido-base