En la química ácido-base, un agente tampón es una sustancia que se puede usar para mantener una solución a un pH constante o nivel de acidez-alcalinidad. Los ácidos en solución acuosa proporcionan iones de hidronio (H3O +), mientras que los álcalis proporcionan iones de hidróxido (OH-). El pH de la solución es una medida de las concentraciones relativas de estos iones. Una solución que contiene un agente tamponador puede, hasta cierto punto, absorber los iones de hidronio o hidróxido adicionales que se introducen cuando se agrega un ácido o una base sin ninguna alteración de la relación H3O + / OH- y, por lo tanto, sin cambios en el pH. Los tampones de origen natural se encuentran en sistemas biológicos y los agentes tamponadores tienen muchos usos en la química y la industria.
Cuando un ácido se disuelve en agua, se ionizará, en mayor o menor medida, en iones H + y aniones cargados negativamente. Los iones H + se combinan con el agua para formar iones hidronio (H3O +) y el anión negativo se conoce como base conjugada. El ácido clorhídrico acuoso, por ejemplo, forma iones hidronio y la base conjugada es el ión cloruro: HCl + H2O → H3O + + Cl-. La base conjugada puede reaccionar con iones de hidronio para volver a formar el ácido, pero en este caso, el ión de cloruro es una base débil, por lo que el ácido clorhídrico en el agua se compone casi en su totalidad de iones de hidroxonio e iones de cloruro, lo que lo convierte en un ácido fuerte. Sin embargo, en un ácido débil, la reacción inversa es significativa porque la base conjugada es más fuerte y, por tanto, la concentración de iones hidronio es menor.
Una mezcla que contiene una sal de un ácido débil junto con el ácido del que se deriva se puede utilizar a menudo como agente tamponador ácido; la sal asegura un suministro abundante de la base conjugada del ácido. Los ácidos fuertes y sus sales no son útiles como agentes tamponadores, ya que un agente tamponador ácido necesita grandes cantidades del ácido para estar presente en forma no ionizada y porque el pH, en cualquier caso, generalmente debe mantenerse en un nivel casi neutro o solo valor moderadamente ácido o alcalino. De manera similar, un agente tamponador alcalino usualmente involucra una sal de un álcali débil junto con el álcali mismo.
Un ejemplo simple de una solución tampón ácida es una solución acuosa de ácido acético y acetato de sodio. El ácido acético es un ácido débil, por lo que la mayor parte no se ionizará. Al agregar un ácido, los iones de hidronio adicionales reaccionarán con los iones de acetato del acetato de sodio, formando más ácido acético, que permanecerá principalmente no ionizado y, por lo tanto, no tendrá mucho efecto sobre el pH. Cuando se agrega un álcali, los iones de hidróxido (OH-) adicionales reaccionarán con el ácido acético para formar iones de acetato y agua, y con la menor cantidad de iones de hidronio para formar más agua, nuevamente con poco efecto sobre el pH.
Los organismos vivos emplean agentes amortiguadores en una serie de funciones. Por ejemplo, el pH de la sangre debe mantenerse cerca de 7.4, ligeramente en el lado alcalino del neutro. Dado que una amplia variedad de productos químicos de diferente acidez y alcalinidad pueden ingresar al torrente sanguíneo a partir de los alimentos que se ingieren, es necesario un agente amortiguador para garantizar que se mantenga este valor. Esto se logra mediante una combinación de iones de ácido carbónico (H2CO3) e hidrogenocarbonato (HCO3-).
Los agentes tamponadores se utilizan ampliamente en la industria y en muchos productos comunes. Se utilizan en detergentes, en alimentos y en la elaboración de cerveza para garantizar que el pH se mantenga dentro del rango requerido por las levaduras responsables de la fermentación. El champú funciona mejor cuando es ligeramente ácido y generalmente contiene un agente amortiguador para evitar la pérdida de acidez durante su uso. Los tampones también se utilizan mucho en biología y bioquímica. Los amortiguadores de Good, desarrollados en la década de 1960 por NE Good, son un grupo de agentes amortiguadores cuidadosamente diseñados para no interferir con las reacciones biológicas.