Calculadora Tampon Henderson-Hasselbalch (pH, Capacidad)

Calculadora Henderson-Hasselbalch: pH tampon desde pKa y rapporto [A-]/[HA], diseño desde pH objetivo, capacidad Van Slyke beta, conversión pKb base.

Parámetros de cálculo
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Ecuación Henderson-Hasselbalch

Ecuación fundamental (Henderson 1908, Hasselbalch 1916) para pH de tampon ácido debil HA / base conjugada A-:

pH = pKa + log10([A-] / [HA])

Valida para soluciones diluidas. Derivada de Ka = [H+][A-]/[HA].

Ejemplo acetato

CH3COOH pKa = 4.76. [HA] = [A-] = 0.1 M: pH = 4.76. Rapporto 1:3: pH = 5.24.

Diseño tampon

  1. Elegir pKa entre +/- 1 del pH objetivo.
  2. Rapporto [A-]/[HA] = 10^(pH - pKa).
  3. C_tot 0.05-0.5 M.
  4. Calcular masas.
  5. Verificar con pHmetro.

Capacidad Van Slyke

beta = dC_b/dpH = 2.303 C_tot fHA fA-. Máxima a pH = pKa: 0.576 C_tot.

Rango util

pH = pKa +/- 1. Fuera capacidad < 30 % del max.

Tampones biologicos

  • Bicarbonato H2CO3/HCO3-: pKa 6.10 (sangre 7.40).
  • Fosfato H2PO4-/HPO4^2-: 7.21.
  • TRIS: 8.06.
  • HEPES: 7.55. MOPS: 7.20. PIPES: 6.76 (Good buffers).
  • Acetato: 4.76.
  • Glicina: 2.34 y 9.60.

Forma pKb

pOH = pKb + log10([BH+]/[B]). Equivalente con pKa(BH+) = 14 - pKb.

Limitaciones

  • Soluciones diluidas.
  • HA, A- > 10^-4 M.
  • Acidos fuertes pKa < 1.
  • Fuerza ionica alta.
  • Temperatura (Van t Hoff).
  • Solventes no acuosos.

Derivación

Ka = [H+][A-]/[HA]. -log10: pH = pKa + log10([A-]/[HA]). Conc al equilibrio.

Aplicaciones

  • Bioquimica enzimas proteinas.
  • Fisiologia sangre.
  • Farmacia estabilidad.
  • Alimentos conservación.
  • Cosmetica piel 5.5.
  • Analitica titulaciones.
  • Acuarios.
  • Celulas pH 7.2.

Historia

Henderson 1908. Hasselbalch 1916. Lewis-Sargent 1909. Norman Good 1966. Van Slyke 1922.

Modos calculadora

Cinco: pH desde rapporto, diseño desde pH, pKb base, capacidad beta, desde masas. Incluye capacidad y rango util.

Tampones en la sangre: el sistema del bicarbonato

La ecuacion de Henderson-Hasselbalch nacio en la fisiologia, y su aplicacion mas vital sigue siendo la sangre. El plasma humano se mantiene cerca de pH 7,4 principalmente por el tampon bicarbonato, una pareja formada por el acido carbonico y el ion bicarbonato. Escrita para esta pareja la ecuacion se convierte en pH = 6,1 + log10([HCO3-]/[H2CO3]), y a la relacion normal de unos 20 a 1 da exactamente el 7,4 que mantiene la sangre arterial. Una desviacion de unas decimas de unidad de pH en cualquier direccion es potencialmente mortal, por eso el cuerpo defiende este valor con tanto vigor.

Lo notable del sistema bicarbonato es que es abierto: el lado del acido carbonico esta en equilibrio con el dioxido de carbono disuelto, que los pulmones pueden expulsar, mientras los rinones regulan el lado del bicarbonato. Respirar mas rapido baja el CO2 y sube el pH; los rinones retienen o excretan bicarbonato en horas o dias. Este doble control respiratorio y renal permite que un tampon intrinsecamente modesto mantenga el pH de la sangre mucho mas firme de lo que un sistema cerrado podria, y los clinicos leen la acidosis y la alcalosis directamente a traves de la relacion de Henderson-Hasselbalch.

Elegir y preparar un tampon en el laboratorio

Disenar un tampon parte de una unica regla que se deduce directamente de la ecuacion: elegir un acido debil cuyo pKa este dentro de una unidad del pH objetivo. En el punto medio, donde el acido y la base conjugada estan presentes en cantidades iguales, el termino de la relacion se anula y el pH iguala al pKa, y es precisamente alli donde la capacidad tampon beta alcanza su maximo de unas 0,576 veces la concentracion total. Alejarse mas de una unidad de pH del pKa hace colapsar esa capacidad, porque una pequena adicion de acido o base desplaza entonces la relacion de forma abrupta.

Para el trabajo biologico las opciones clasicas son los tampones de Good, introducidos por Norman Good en 1966: MES, HEPES, MOPS y Tris cubren el rango fisiologico con baja toxicidad y minima union a metales. De la teoria se siguen dos advertencias practicas. Primera, el pKa depende de la temperatura y de la fuerza ionica, asi que un tampon titulado a temperatura ambiente se desvia al enfriarse o diluirse, un efecto especialmente grande para el Tris. Segunda, la capacidad escala con la concentracion total, asi que un tampon diluido resiste mal el cambio de pH por bien ajustado que este su pKa. Preparar bien un tampon significa ajustar el pKa, fijar la relacion para el pH objetivo y elegir una concentracion suficiente para absorber la carga de acido o base prevista.

Actualizado a julio de 2026

Preguntas frecuentes

Que es la ecuacion de Henderson-Hasselbalch?

Es la formula fundamental que relaciona el pH de una solucion tampon con el pKa del acido debil y la razon entre base conjugada y acido: pH = pKa + log10([A-]/[HA]). Se obtiene tomando el logaritmo negativo de la constante de disociacion Ka y es valida para soluciones diluidas donde [HA] y [A-] son mucho mayores que [H+].

Que es una solucion tampon?

Es una solucion que resiste los cambios de pH cuando se anaden pequenas cantidades de acido o base. Consta de un acido debil y su base conjugada (o una base debil y su acido conjugado) presentes en concentraciones comparables. La pareja absorbe los iones H+ u OH- anadidos desplazando el equilibrio, manteniendo el pH casi constante.

Como se elige el pKa para un tampon?

La regla practica es elegir un acido debil con un pKa dentro de una unidad del pH deseado. La capacidad tampon es maxima cuando pH = pKa, es decir cuando acido y base conjugada estan en razon 1:1. Mas alla de pKa +/- 1 el tampon pierde eficacia rapidamente, porque pequenas adiciones desplazan mucho la razon.

Que es la capacidad tampon?

Es la cantidad de acido o base fuerte necesaria para variar el pH en una unidad, denotada beta. Segun Van Slyke, beta = 2,303 * C_tot * fHA * fA-, y es maxima (unas 0,576 veces la concentracion total) cuando la razon es 1:1. Escala con la concentracion total: un tampon diluido tiene capacidad baja aun con un pKa bien elegido.

Por que el pH de la sangre es 7,4?

La sangre esta tamponada principalmente por el sistema bicarbonato: pH = 6,1 + log10([HCO3-]/[H2CO3]). A la razon fisiologica de unos 20 a 1 se obtiene pH 7,4. El sistema es abierto: los pulmones regulan el CO2 y los rinones el bicarbonato, dando un control doble que mantiene el pH muy estable.

Que son los tampones de Good?

Son una serie de tampones zwitterionicos introducidos por Norman Good en 1966 para la investigacion biologica, como MES, HEPES, MOPS y Tris. Cubren el intervalo de pH fisiologico, tienen baja toxicidad, escasa union a metales y minima interferencia con los sistemas biologicos, lo que los hace ideales para cultivo celular y enzimologia.

El pKa depende de la temperatura?

Si. El pKa de muchos acidos cambia con la temperatura y la fuerza ionica, asi que un tampon ajustado a temperatura ambiente puede desviarse al enfriarse o diluirse. El efecto es especialmente marcado para el Tris. Por eso el pH debe medirse y ajustarse siempre en las condiciones reales de uso.

Quien formulo la ecuacion?

Lawrence Henderson en 1908 estudiando el equilibrio acido-base de la sangre, y Karl Hasselbalch en 1916 la reescribio en forma logaritmica para uso clinico. Van Slyke definio la capacidad tampon en 1922 y Norman Good introdujo los tampones biologicos en 1966. La ecuacion sigue siendo una herramienta central en quimica y bioquimica.

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