Última actualización: 2026-06-30

Qué mide la capacidad amortiguadora

Un tampón resiste los cambios de pH cuando se añaden pequeñas cantidades de ácido o base fuerte. La capacidad amortiguadora (β) pone un número a esa resistencia: es la cantidad de base o ácido fuerte, en moles por litro, que hay que añadir para desplazar el pH una unidad. Un tampón con β grande puede absorber mucho ácido o base añadidos antes de que su pH se desvíe; un tampón con β pequeño cede rápidamente.

Formalmente, la capacidad es la derivada de la base añadida respecto al pH:

Para un único par ácido débil/base conjugada, esto se evalúa como la ecuación de Van Slyke que utiliza esta calculadora.

La ecuación de Van Slyke

donde la concentración total del tampón es C = [HA] + [A⁻], y las dos concentraciones de las especies se obtienen del pH y el pKa mediante [H⁺] = 10⁻ᵖᴴ y Ka = 10⁻ᵖᴷᵃ. El factor 2,303 es ln 10, que aparece porque el pH es un logaritmo en base 10.

Ejemplo resuelto

Tomemos un tampón de acetato con una concentración total C = 0,10 mol/L, un pKa de 4,74, evaluado a pH 5,00.

1. Convertir pH y pKa en concentraciones: [H⁺] = 10⁻⁵·⁰⁰ = 1,00×10⁻⁵ mol/L y Ka = 10⁻⁴·⁷⁴ = 1,82×10⁻⁵.
2. Numerador: Ka·[H⁺] = (1,82×10⁻⁵)(1,00×10⁻⁵) = 1,82×10⁻¹⁰.
3. Denominador: (Ka + [H⁺])² = (1,82×10⁻⁵ + 1,00×10⁻⁵)² = (2,82×10⁻⁵)² = 7,97×10⁻¹⁰.
4. Combinar: β = 2,303 × 0,10 × (1,82×10⁻¹⁰ / 7,97×10⁻¹⁰) = 0,0527.

Así, alrededor de 0,053 mol de base fuerte por litro elevarían el pH de este tampón una unidad cerca de pH 5.

Por qué la capacidad alcanza su máximo en pH = pKa

La capacidad es máxima cuando el ácido débil y su base conjugada están presentes en cantidades iguales, porque entonces la disolución puede neutralizar igual de bien el ácido y la base añadidos. Eso ocurre exactamente cuando pH = pKa. Sustituyendo [H⁺] = Ka en la ecuación se obtiene:

Para la concentración del ejemplo, este máximo es 0,576 × 0,10 ≈ 0,0576, algo por encima del valor a pH 5. Al alejar el pH del pKa, la relación ácido/base se desequilibra y la capacidad cae de forma simétrica.

El rango útil de amortiguación

Un tampón se considera útil normalmente dentro de aproximadamente ±1 unidad de pH respecto a su pKa, donde aún conserva en torno a un tercio de su capacidad máxima. Fuera de esa ventana el tampón está prácticamente agotado, por lo que se elige un tampón cuyo pKa quede cerca del pH de trabajo deseado.

Aumentar la capacidad

Como β es directamente proporcional a C, la forma más directa de hacer un tampón más resistente es aumentar la concentración total del par ácido/base: duplicar C duplica la capacidad a cualquier pH. Elegir un agente amortiguador cuyo pKa esté cerca del pH deseado garantiza trabajar cerca del máximo y no en la cola. Muchos tampones prácticos combinan más de un par ácido/base (por ejemplo el fosfato, con varios valores de pKa) para ampliar el rango en el que la capacidad se mantiene alta.

Cálculos relacionados

La relación de Henderson-Hasselbalch da el pH de un tampón a partir de la misma relación ácido/base y es el complemento natural de una estimación de capacidad. La conversión entre Ka y pKa proporciona la constante de disociación que necesita la fórmula, y una herramienta general de pH ácido-base cubre disoluciones fuera de la región de amortiguación.