Capacidad tampón (buffer)
La capacidad tampón consiste en la facultad que presenta el agua en mantener constante el nivel de pH al añadirse ácidos o bases. Un tampón o buffer, por lo general, radica en sales solubles en agua que son producto resultante de la reacción entre un ácido débil y una base fuerte, como el carbonato de calcio
H2CO3 + Ca(OH)2 ® CaCO3 + 2H2O;
o entre un ácido fuerte y una base débil, como el cloruro de amonio
HCl + NH4(OH) ® NH4Cl + H2O.
Los iones de estas sales se combinan con ácidos y bases, neutralizándolos.
Si añadimos un ácido y el agua presenta suficiente capacidad tampón, la misma lo puede absorber y neutralizar sin, prácticamente, modificar el pH. Esta capacidad está limitada, y una vez gastada, el sistema se desequilibra e irremediablemente se torna ácido.
Sabemos, por ejemplo, que en el agua hay una serie de sustancias derivadas del ácido carbónico, como el anión bicarbonato (HCO3-) y el dióxido de carbono (CO2). Si le añadimos un ácido (que contiene H+) o una base (que contiene OH-), o si los iones H+ y OH- aparecen en el acuario por simple descomposición del agua o por reacciones que allí dentro ocurren, sucede lo siguiente:
- en el caso de un ácido:
HCO3- + H+ « H2CO3 « CO2 + H2O
se tiende a neutralizar los protones y a formar ácido carbónico. Debido a que el ácido tiene la capacidad de liberar protones al medio y acidificarlo, se disocia pues en H2O y CO2 (que difunde hacia la atmósfera) logrando así que el pH pueda mantenerse constante;
- en el caso de una base:
CO2 + OH- « HCO3-
el equilibrio se desplazará hacia la formación de bicarbonato el cual tenderá a liberar su protón (transformándose en carbonato), de modo que el pH se mantenga constante.
Es necesario medir el kH (dureza de carbonatos) para saber si nuestra agua tiene capacidad tampón. A partir de un kH de 4 nuestro pH está seguro, por lo que aunque existan factores que lo alteren, se mantendrá constante. El kH está relacionado con la cantidad de carbonatos que tenemos en el agua. Cuanto más ácido carbónico, carbonatos, bicarbonatos y dióxido de carbono tengamos, mayor cantidad de ácidos y bases serán posible neutralizar.