Última atualização: 2026-06-30

O que a capacidade tamponante mede

Uma solução-tampão resiste a mudanças de pH quando se adicionam pequenas quantidades de ácido ou base forte. A capacidade tamponante (β) atribui um número a essa resistência: é a quantidade de base ou ácido forte, em mols por litro, que precisa ser adicionada para deslocar o pH em uma unidade. Um tampão com β grande consegue absorver muito ácido ou base adicionados antes que seu pH se desvie; um tampão com β pequeno cede rapidamente.

Formalmente, a capacidade é a derivada da base adicionada em relação ao pH:

Para um único par ácido fraco/base conjugada, isso se traduz na equação de Van Slyke usada por esta calculadora.

A equação de Van Slyke

onde a concentração total do tampão é C = [HA] + [A⁻], e as duas concentrações das espécies vêm do pH e do pKa por [H⁺] = 10⁻ᵖᴴ e Ka = 10⁻ᵖᴷᵃ. O fator 2,303 é ln 10, que aparece porque o pH é um logaritmo na base 10.

Exemplo resolvido

Considere um tampão de acetato com concentração total C = 0,10 mol/L, pKa de 4,74, avaliado a pH 5,00.

1. Converter pH e pKa em concentrações: [H⁺] = 10⁻⁵·⁰⁰ = 1,00×10⁻⁵ mol/L e 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.

Assim, cerca de 0,053 mol de base forte por litro elevariam o pH deste tampão em uma unidade perto de pH 5.

Por que a capacidade é máxima em pH = pKa

A capacidade é máxima quando o ácido fraco e sua base conjugada estão presentes em quantidades iguais, porque então a solução consegue neutralizar igualmente bem o ácido e a base adicionados. Isso ocorre exatamente quando pH = pKa. Substituindo [H⁺] = Ka na equação, obtém-se:

Para a concentração do exemplo, esse máximo é 0,576 × 0,10 ≈ 0,0576, um pouco acima do valor a pH 5. À medida que o pH se afasta do pKa, a razão ácido/base fica desequilibrada e a capacidade cai de forma simétrica.

A faixa de tamponamento útil

Um tampão costuma ser considerado útil dentro de cerca de ±1 unidade de pH em torno de seu pKa, onde ainda mantém aproximadamente um terço da capacidade de pico. Fora dessa janela o tampão está em grande parte esgotado, razão pela qual se escolhe um tampão cujo pKa fique perto do pH de trabalho desejado.

Aumentar a capacidade

Como β é diretamente proporcional a C, a forma mais direta de tornar um tampão mais resistente é aumentar a concentração total do par ácido/base: dobrar C dobra a capacidade em qualquer pH. Escolher um agente tamponante cujo pKa esteja perto do pH desejado garante operar perto do máximo, e não na cauda. Muitos tampões práticos combinam mais de um par ácido/base (por exemplo o fosfato, com vários valores de pKa) para ampliar a faixa em que a capacidade se mantém alta.

Cálculos relacionados

A relação de Henderson-Hasselbalch fornece o pH de um tampão a partir da mesma razão ácido/base e é o complemento natural de uma estimativa de capacidade. A conversão entre Ka e pKa fornece a constante de dissociação que a fórmula precisa, e uma ferramenta geral de pH ácido-base cobre soluções fora da região de tamponamento.