La scrittura delle reazioni dipende da come viene preparato il tampone.
Per essere un tampone, la coppia coniugata acido-base deve provenire da due specie chimiche diverse: ad esempio, CH3COOH e CH3COO- proveniente dal sale CH3COONa.
Il tampone può essere preparato:
- mescolando quantità note di CH3COOH e CH3COONa, eseguendo poi i calcoli con la reazione di equilibrio:
Ad esempio:
0,50 mol CH3COOH
0,10 mol CH3COO-
CH3COOH + H2O --> CH3COO- + H3O+
0,50............../.............0,10..........0
-x................./..............+x............+x
0,50-x........../..............0,10+x........x
Ka = 1,8·10^-5 = x(0,10+x/0,10-x)
Trascurando la x come termine additivo e sottrattivo si ha:
x = [H3O+] = 1,8·10^-5 · 0,50/0,10 = 9,0·10^-5 mol/L
pH = 4,05
- addizionando all'acido debole un difetto di base forte OH- tale da ottenere il pH desiderato:
Calcolare il volume di NaOH 1,0 M da addizionare a 500 mL di CH3COOH 1,0 M per ottenere una soluzione tampone a pH 4,05.
Deve dapprima avvenire la seguente reazione completa:
CH3COOH + OH- --> CH3COO- + H2O
0,50.............x.............0............../
-x................-x...........+x............./
0,50-x...........0............x............../
Poi si deve instaurare il seguente equilibrio:
CH3COOH + H2O <--> CH3COO- + H3O+
0,50-x.........../...............x...............0
-10^-4,05...../.............+10^-4,05...+10^-4,05
0,50-x-10^-4,05 /.....x+10^-4,05....10^-4,05
Ka = 1,8·10^-5 = 10^-4,05 (x+10^-4,05/0,50-x-10^-4,05)
Trascurando 10^-4,05 come termine additivo e sottrattivo si ha:
x = n OH- = n CH3COO- = 8,33·10^-2 mol
V NaOH = 8,33·10^-2 mol / 1,0 mol/L = 0,0833 L = 83,3 L