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  • 1 mensaje enviado por Alberto Sosa

Tema: Preparación de un Tampón Ácido/Base

  1. #1
    Larva
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    Preparación de un Tampón Ácido/Base

    Colegas

    No voy a entrar en si es preciso o conveniente usar tampones "añadidos" en el acuario. Quiero charlar un poco acerca de los tampones ácido/base.

    Los tampones se forman mediante la combinación de un ácido débil con su/s base/s conjugada/s. El función de los protones que pueda disociar el ácido débil, tendrá una o varias bases conjugadas.

    Los dos ácidos débiles, por excelencia, que pueden formar tampones útiles en el acuario son el ácido carbónico y el ácido fosfórico.

    El ácido carbónico, que tiene dos bases conjugadas: bicarbonato (CO3H-) y carbonato (CO3=) [por disponer de dos protones disociables], quizás sea el más idóneo para usarse como "soporte" tamponador del acuario, ya que una de sus bases conjugadas: el bicarbonato, se encuentra en concentraciones suficientemente altas como para generar un tampón fiable. Los tampones son más efectivos cuanto más concentrados se encuentren y cuanto más parecidas estén en el agua las concentraciones base/ácido. De todo lo expuesto se puede sacar en conclusión que no es preciso la adición de ninguna combinación ácido/base conjugada en el acuario por existir en él (sin necesidad de añadirlo) un tampón excelente carbónico/bicarbonato.

    Respecto al tampón fosfato, en caso de querer añadirlo, y para que sea lo más eficaz posible, habría que calcular la cantidad de cada forma para conseguir idénticas concentraciones molares.

    Hagamos el ejemplo con fosfato potásico, tanto monobásico como dibásico:

    El fosfato monobásico (PO4H2K) tiene un peso molecular de: P = 31; O = 16; H = 1; K = 39. 31 + (16 * 4) + (1 * 2) + 39 = 136

    El fosfato dibásico (PO4HK2) tiene un peso molecular de: P = 31; O = 16; H = 1; K = 39: 31 + (16 * 4) + 1 + (39 * 2) = 174

    El tampón más eficaz es el que tiene la misma concentración molar de forma ácida y de forma básica. En este caso el pH tiene el mismo valor que el pK (pK = -log. de la constante de disociación del ácido débil) y para la forma fosfato monobásico/fosfato dibásico es igual a 6,8.

    En función de la concentración de fosfato que se quiera mantener en el acuario, habrá que pesar proporcionalmente la cantidad de PO4H2K y PO4HK2 para llegar a la concentración deseada y a la vez mantener las mismas concentraciones de cada forma.

    Pongo un ejemplo para que se entienda mejor todo lo expuesto.

    Consideremos que se quiere tener una concentración total de fosfato en el acuario de 0,5 mg/l (ppm).

    Por cada 136 gramos de PO4H2K (1 mol) hay 95 gramos de PO4---; 2 gramos de H y 39 gramos de K
    Por cada 174 gramos de PO4HK2 (1 mol) hay 95 gramos de PO4---; 1 gramo de H y 78 gramos de K.

    Como pretendemos igualar las concentraciones de las dos formas, necesitaremos 0,25 mg de cada forma de fosfato para un litro de disolución. A esos 0,25 mg (para un litro) tenemos que compensarle el peso del hidrógeno y del potasio de cada forma:

    PO4H2K: Si por cada 136 gramos (1 mol) hay 95 gramos de PO4---, ¿cuántos miligramos de PO4H2K necesitaremos pesar para tener 0,25 mg de PO4--- .?

    Planteamos la siguiente regla de tres:

    95 ------------------ 136
    0,25 ---------------- x.

    x = (0,25 * 136) / 95 = 34 / 95 = 0,3578 mg de PO4H2K / litro disolución

    PO4HK2: Si por cada 174 gramos (1 mol) hay 95 gramos de PO4---, ¿cuántos miligramos de PO4HK2 necesitaremos pesar para tener 0,25 mg de PO4--- .?

    Planteamos la siguiente regla de tres:

    95 ------------------ 174
    0,25 ---------------- x.

    x = (0,25 * 174) / 95 = 43,5 / 95 = 0,4578 mg de PO4H2K / litro disolución

    Con los datos obtenidos, tendremos un tampón PO4H2K/PO4HK2 a pH = 6,8 (pH = pK) y con una concentración total de fosfatos de 0,5 mg/l.

    Multiplicar los valores de peso obtenidos por el volumen de agua del acuario (volumen neto).

    Para un acuario de 100 litros de agua, tendríamos que pesar 0,3578 * 100 = 35,78 mg de PO4H2K y 0,4578 * 100 = 45,78 mg de PO4HK2. Para no tener que pesar cada vez que se quiera añadir al acuario estas sustancias, basta con hacer una disolución madre más concentrada y añadir la cantidad proporcional necesaria. Por ejemplo: si queremos hacer una disolución madre que nos dure para 10 adiciones, pesar 10 veces lo expresado y añadir la décima parte de la disolución madre.

    Un saludo y no abusar de las sustancias químicas en el acuario.
    Alberto Sosa
    A edu30 le gusta esto.

    Saludos. Alberto

  2. #2
    Alevín
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    Muy interesante Alberto.

    Aunque se abre aquí el maravilloso mundo de la polémica: ¿es bueno para el acuario utilizar un tampón fosfato?

    Yo estuve leyendo hace tiempo acerca del tema, y, como en casi todo, había más o menos las mismas opiniones a favor que en contra.

    * Las opiniones contrarias eran más obvias: la adición de fosfatos favorecería una explosión de algas.

    * Las opiniones favorables van en dos líneas: la primera, que las cantidades añadidas no son suficientes para una explosión de algas (en mi opinión, una argumentación flojita), y la otra, que el fosfato reaccionaría con el hierro presente en el agua, precipitando, por lo que no estaría disponible en la columna de agua sino en el sustrato, de donde las algas tienen dificultades para obtenerlo, mientras que las plantas sí podrían hacer uso de él.

    Yo estuve a punto de probarlo una vez ... pero me achanté, la verdad, que bastantes algas tengo ya como para hacer experimentos

    Alguien puede contar sus experiencias con fosfatos?

    un saludo
    Jesús M
    Sí, pero yo soy yo.

  3. #3
    Larva
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    Jesús, lo primero que cito en el escrito es precisamente lo que te suscita dudas. No quiero incitar a nadie al empleo de sustancias químicas en el acuario.

    Hago una exposición (espero que clarita) del concepto "tampón químico" y cómo prepararlo, en caso voluntario del aficionado.

    Yo preparo un complejo de potasio a base de distintas sales, entre las cuales se hallan las dos formas de fosfato (monobásico y dibásico), que en las mismas concentraciones molares me generan un tampón a pH 6,8 (pH = pK). Un tampón irrisorio por entrar en el agua del acuario en concentraciones bajísimas.

    Pero ese tema no es el que trato en este hilo. Eso quedará para otros "difundidores" más audaces que permitan arriesgar la salud del acuario del que lo intente. Personalmente puedo contar a quien lo desee lo que hago al respecto, pero de momento no quiero sacarlo a la "luz pública", por precaución. El uso de fertilizantes, a mi juicio, es un apartado acuariófilo muy delicado que puede desembocar en dos vertientes totalmente opuestas.

    Saludos
    Alberto

    Saludos. Alberto

  4. #4
    Veterano Avatar de Nacho discus
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    Chapeau!!!!!!, Monsieur Alberto

    Un saludo
    Nacho

  5. #5
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    Alberto, coincido con Nacho, pero como no se mucho de idiomas te lo digo como lo dirían los hombre de Paco:

    "Te has coronao".

    Ya que hemos entrado en el tema, desde hace algún tiempo le estamos dando vueltas al uso de otros tampones que no sean con el famoso ortofosfato, y ya que veo que estas puesto en el tema, me gustaría pedirte un poco de información por si la tienes a mano. Desempolvar los apuntes cuesta trabajo.

    ¿Tienes a mano los valores de pK para otros productos que no sean los derivados del ácido fosfórico?

    Especialmente me llama la atención el uso de ácidos orgánicos que sean asimilables por los propios peces o las bacterias y no hagan daño, me refiero a ácido cítrico, acético, tartárico, ascórbico, etc.

    Gracias por la clase de equilibrio químico.

    Saludos
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  6. #6
    Veterano Avatar de Nacho discus
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    Cita Iniciado por Jose Maria
    ¿Tienes a mano los valores de pK para otros productos que no sean los derivados del ácido fosfórico?
    He encontrado esto, si te sirve:
    http://dta.utalca.cl/quimica/profeso...capitulo02.htm

    un saludo
    Nacho

  7. #7
    Alevín
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    Gracias, Nacho.

    La pagina nos viene genial para refrescar la teoría.

    Ahora solo nos queda buscar aquellos ácidos-bases conjugadas que tengan valores de pKa entre valores de 5-7, que es precisamente la zona de pH en la que nos queremos mover.

    En el artículo aparecen muchas sustancias, pero es necesario tener en cuenta su ecotoxicidad, no se puede añadir cualquier sustancia que por querer hacer un bien nos encontremos a los peces flotando.

    Como indica el artículo, cualquier ácido orgánico (R-COOH) tiene valores de pKa cercanos a esos valores, solo es cuestión de encontrar la R, es decir un ácido orgánico que no sea tóxico para los peces y que nos ajuste el pH a esos valores que necesitamos.

    Lo ideal sería un ácido húmico como los que existen en la naturaleza como consecuencia de la degradación de los restos vegetales, pero es imposible de conseguir por medios artificiales, así que intentaremos apañarnos con lo que hay en el mercado.

    Saludos
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