Calculadora de capacidad tampón
Mida cuánto resiste un tampón los cambios de pH: 0,1 mol/L de ácido débil y 0,1 mol/L de su base conjugada dan una capacidad de 0,11512925465 mol/(L·pH), el máximo para ese total. Escriba las dos concentraciones. Gratis en su navegador.
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Ejemplo resuelto
- Ácido
- 0,1
- Base conjugada
- 0,1
- Concentración total
- 0,2
- C
- 0,2
- Fracción de ácido
- 0,5
- Fracción de base
- 0,5
Una calculadora de capacidad tampón convierte las concentraciones de ácido débil y base conjugada de un tampón monoprótico en el único número que mide con qué fuerza la mezcla resiste los cambios de pH. Introduzca [HA] y [A−] en cualquier unidad de concentración coherente; la herramienta devuelve β según la forma clásica de Van Slyke: β es igual al logaritmo natural de diez multiplicado por el producto de las dos concentraciones y dividido entre su suma, además de la concentración total, las fracciones molares, el máximo equimolar β_max para ese total, la sustitución paso a paso y una breve etiqueta de balance. Las comprobaciones de deberes, la preparación de laboratorio, la planificación de valoraciones y los valores esperados de katas de programación necesitan ese mismo β determinista sin abrir una hoja de cálculo.
Qué significa la capacidad tampón para un par monoprótico HA / A−
La capacidad tampón, a menudo escrita con la letra griega beta, cuantifica cuánto ácido fuerte o base fuerte debe añadirse para desplazar el pH de un tampón en una unidad.
Para un ácido débil monoprótico HA en equilibrio con su base conjugada A− bajo las aproximaciones habituales de disolución acuosa diluida, y cuando se desprecian los términos de autoionización del agua, la capacidad dependiente de la composición se reduce a una forma cerrada sencilla: beta es igual al logaritmo natural de diez multiplicado por el producto de las dos concentraciones de forma y dividido entre su suma.
El logaritmo natural de diez vale aproximadamente 2.302585, razón por la cual muchos libros de texto escriben un factor de 2.303 delante del mismo cociente. La suma C igual a [HA] más [A−] es la concentración analítica total del par tampón; debe ser estrictamente positiva porque una división entre cero dejaría la capacidad indefinida. Cuando solo está presente una forma, el producto del numerador se anula y la capacidad es cero: la mezcla no puede neutralizar ambos sentidos del ataque al pH.
Esta calculadora se centra únicamente en esa fórmula de composición: no resuelve el pH a partir del pKa, no integra un modelo completo de especiación y no añade las contribuciones del hidrógeno y del hidróxido libres que importan en sistemas extremadamente diluidos o de pH extremo. Esa separación mantiene la intención SEO nítida: quien busca una calculadora de capacidad tampón a partir de concentraciones de ácido y sal obtiene una respuesta aritmética transparente que puede comprobar a mano.
Consejos prácticos, límites y búsquedas relacionadas
Mantenga ambas concentraciones no negativas y dentro del rango absoluto publicado para que el producto y el cociente no puedan desbordarse hacia una capacidad no finita que el solucionador deba rechazar. Prefiera enviar números en lugar de cadenas preformateadas cuando controle el cliente; las cadenas numéricas solo se aceptan si coinciden con un patrón numérico finito estricto. Los totales casi nulos por ruido de coma flotante se rechazan como total cero, de modo que un tampón vacío no se reporta como capacidad finita.
Esta página está dirigida a quienes buscan una calculadora de capacidad tampón, el beta de Van Slyke o la capacidad de ácido y base conjugada en línea; no es una herramienta de pH de Henderson–Hasselbalch, ni un solucionador de cocientes de conjugados, ni un paquete completo de especiación acuosa. Prefiera esta capacidad cuando ya disponga de [HA] y [A−] y solo necesite beta; si necesita el pH del tampón a partir del pKa y el cociente, use la calculadora relacionada de Henderson–Hasselbalch.
Qué puede hacer con ella
Comprobación de deberes con capacidad estilo Van Slyke
Los estudiantes introducen [HA] y [A−] de problemas de tampón del libro de texto y comparan el β calculado a mano, el total C y el β_max equimolar con un resultado determinista antes de entregar.
Preparación de tampones de laboratorio y cribado de composición
Elija cantidades relativas de ácido y sal a una concentración total fija y ordene las recetas candidatas por la capacidad tampón prevista antes de mezclar las disoluciones madre.
Preguntas frecuentes
¿Qué fórmula utiliza esta calculadora de capacidad tampón?
β = ln(10) × ([HA] × [A−]) / ([HA] + [A−]), la forma monoprótica habitual con la autoionización del agua despreciada. Los libros de texto suelen escribir el factor como 2.303.
¿Qué ocurre cuando la concentración total es cero?
Cuando [HA] + [A−] = 0 la capacidad no está definida.
¿Se necesita pKa o pH?
No. Esta forma de composición solo depende de [HA] y [A−]. Utilice una calculadora de Henderson–Hasselbalch si necesita el pH del tampón a partir del pKa y el cociente.
¿Es gratuita la calculadora de capacidad tampón?
La herramienta del navegador es gratuita y se ejecuta localmente.
¿Qué mezcla de ácido y base da la mayor capacidad?
La de concentraciones iguales. Para una concentración total dada, la capacidad es máxima cuando las dos formas son equimolares, unas 0,576 veces el total, y por eso los tampones equilibrados son los que mejor resisten.
Herramientas relacionadas
Para desarrolladores — acceso por API
Todo lo de esta página está disponible por programación. Esta sección es para equipos que quieren integrarlo en sus sistemas; el resto puede usar la herramienta de arriba sin más.
Endpoint de API
¿Prefiere automatizarlo? Un POST autenticado crea la tarea; el resultado llega por webhook o enlace firmado. La misma capacidad también se ejecuta aquí en la web, por email y desde Telegram — y pronto también desde nuestra app.
Llámela desde su stack
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/chem/buffer-capacity \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"acid":0.1,"conjugate_base":0.1}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/chem/buffer-capacity", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"acid": 0.1,
"conjugate_base": 0.1
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/chem/buffer-capacity",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"acid": 0.1,
"conjugate_base": 0.1
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/chem/buffer-capacity", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"acid":0.1,"conjugate_base":0.1}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"acid":0.1,"conjugate_base":0.1}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/chem/buffer-capacity", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Ejemplo de solicitud
{
"acid": 0.1,
"conjugate_base": 0.1
}Ejemplo de respuesta
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "chem.buffer_capacity",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}La API es asíncrona: la llamada devuelve un task_id al instante y el resultado llega por webhook. El polling está limitado a 1 req/s por tarea.
Precio
Precio publicado — sin tokens ni créditos inventados. Una tarea fallida no se cobra.
Límites
max_abs | 1000000000000 |
Errores
| HTTP | Código | Significado |
|---|---|---|
401 | unauthorized | API key ausente o inválida. |
402 | insufficient_balance | El saldo no cubre el precio de la tarea. |
404 | unknown_type | El tipo de tarea no existe. |
429 | rate_limited | Demasiadas peticiones. Use el webhook en vez de sondear. |
Notas técnicas
Cuando la concentración total es cero, la capacidad no está definida, de modo que la API devuelve un claro error invalid_input en lugar de inventar un cero. El proceso es aritmética pura —sin red, sin semillas aleatorias, sin dependencia del reloj—, así que el ejecutor gratuito del navegador y la API de prepago devuelven el mismo JSON tras el redondeo decimal fijo cada vez que usted la invoca.
Qué significa la capacidad tampón para un par monoprótico HA / A−
La capacidad es máxima para un total C dado cuando las dos formas son equimolares, lo que recupera el conocido máximo beta_max igual a ln(10) por C entre cuatro, es decir, aproximadamente cero coma cinco siete seis por C.
Cómo llamar a la API y qué se recibe
Su suma —la concentración total del tampón— debe ser estrictamente mayor que cero; los valores cuya suma absoluta sea igual o inferior a uno por diez elevado a menos quince se tratan como total cero y se rechazan. Envíe un cuerpo JSON con dos números finitos obligatorios: acid (alias HA, acid_concentration, ha, weak_acid) y conjugate_base (alias A_minus, base, base_concentration, a_minus, salt). Ambos deben ser no negativos y cada valor absoluto debe mantenerse dentro del límite publicado de un billón para que los productos intermedios sigan siendo finitos en doble precisión IEEE en el Worker y en el navegador. En caso de éxito, la respuesta devuelve acid y conjugate_base redondeados, fija total_concentration y C a la misma suma redondeada, fraction_acid y fraction_base a las fracciones molares de cada forma, buffer_capacity junto con los espejos beta y capacity al valor beta redondeado, beta_max al máximo equimolar para ese total C, ln10 al logaritmo natural redondeado de diez usado en el producto, formula a la cadena beta igual a ln de diez por producto entre suma, balance a uno de los valores balanced, acid_rich, base_rich o single_form, unit_concentration a mol por litro, unit_capacity a mol por litro por unidad de pH, message a un breve resumen en inglés y steps a un array ordenado de líneas de sustitución. Una validación fallida —campos ausentes, números no finitos, concentraciones negativas, valores fuera de los límites absolutos o concentración total cero— devuelve invalid_input y nunca se cobra. El precio es una tarifa plana de $0.002 por solicitud exitosa con un artículo unitario y precio unitario marginal cero.
Consejos prácticos, límites y búsquedas relacionadas
Al enseñar, combine ejemplos: ácido y base equimolares a décimo molar producen el beta máximo para C igual a cero coma dos; un desequilibrio de diez a uno reduce la capacidad con el mismo total; el ácido puro con base conjugada cero produce capacidad cero aceptando aun así un total distinto de cero; y ácido cero con base conjugada cero demuestra la ruta estricta de invalid_input exigida por el contrato. Las tareas fallidas que devuelven invalid_input no consumen saldo de prepago, lo que mantiene baratos los scripts exploratorios cuando los estudiantes fijan deliberadamente ambas concentraciones en cero. Las comprobaciones de ida y vuelta son fáciles: recalcule a mano el logaritmo natural de diez por el producto de las dos concentraciones dividido entre su suma y confirme que coincide con el buffer_capacity publicado dentro del mismo redondeo a doce decimales, y confirme que beta_max es igual a ln de diez por C entre cuatro para el total publicado.
Casos de integración
Pruebas unitarias para solucionadores de tampones de estudiantes
Genere casos de capacidad equilibrados y desequilibrados conocidos, además de rechazos deliberados por total cero, como valores esperados para katas de programación.
Preguntas técnicas
¿Puede una concentración ser cero?
Sí. Una disolución de ácido puro o de base conjugada pura con total distinto de cero produce β = 0 (single_form). Solo se rechaza un total cero.