Una soluzione tampone è una soluzione a base acquosa con un pH stabile. È fatto mescolando un grande volume di un acido debole o una base debole con la sua base o acido coniugato. Quando si aggiungono piccole quantità di un acido o di un alcali (base), il suo pH non cambia in modo significativo. In altre parole, la soluzione tampone impedisce all'acido e alla base di neutralizzarsi a vicenda.
TL; DR (troppo lungo; non ho letto)
Quando una base viene aggiunta a una soluzione tampone, il pH non cambia. La soluzione tampone impedisce alla base di neutralizzare l'acido.
Soluzioni tampone acide e alcaline
La scala del pH rivela quanto sia acida o alcalina una soluzione a base acquosa. Le soluzioni acide contengono più ioni idrogeno rispetto agli ioni idrossido, mentre le soluzioni alcaline contengono più ioni idrossido rispetto agli ioni idrogeno. Sulla scala da 0 a 14, con 0 a sinistra e 14 a destra, le soluzioni tampone acide hanno un livello di pH inferiore a 7. Sono tipicamente costituiti da un acido debole e una base coniugata, spesso un sale di sodio. Le soluzioni tampone alcaline hanno un livello di pH superiore a 7 e sono generalmente costituite da una base debole e da uno dei suoi sali. Per modificare il pH di una soluzione tampone, modificare il rapporto acido-base rispetto al sale o scegliere un acido o una base diversi e uno dei suoi sali.
Il principio di Le Chatelier
Il principio di Le Chatelier ti aiuta a capire cosa succede in una soluzione tampone. Il principio afferma che se si cambiano le condizioni di un equilibrio dinamico, la posizione di equilibrio si sposta per contrastare il cambiamento. Ad esempio, in una soluzione tampone acida di acido etanoico ed etanoato di sodio, la posizione di equilibrio è ben a sinistra sulla scala perché l'etanoico è un acido debole. Quando aggiungi l'etanoato di sodio, che è la base coniugata, aggiungi molti ioni etanoato in più, che spostano la posizione dell'equilibrio ancora più a sinistra.
Aggiunta di una base a una soluzione tampone
Se si aggiunge una base a una soluzione tampone, la concentrazione di ioni idrogeno diminuisce di meno della quantità prevista per la quantità di base aggiunta. L'acido e la sua base coniugata consumano gli ioni idrossido. Il pH della soluzione non aumenta in modo significativo, cosa che accadrebbe se il sistema tampone non fosse in uso. Questo perché, secondo il Principio di Le Chatelier, la posizione di equilibrio si sposta verso destra per compensare la perdita di ione idrogeno nella reazione con la base.