Какво е буферен разтвор? Използване на буферен разтвор

Едно буферен разтвор е смес, използвана за предотвратяване на промяната на pH или pOH на средата при добавяне на силни киселини или силни основи.

Има два вида буферен разтвор:

1. Смес от слаба киселина с нейната конюгирана основа;

2. Смес от слаба основа с нейната конюгирана киселина.

Нека разгледаме примери за всеки и как работят, когато към средата се добави малко количество силна киселина или основа:

1. Смес от слаба киселина с нейната конюгирана основа:

За да се получи такъв разтвор, слабата киселина се смесва със сол на същия анион като киселината.

Например, помислете за буферен разтвор, състоящ се от оцетна киселина (H₃CCOOH_(тук)) и натриев ацетат (Н₃CCOONa_(с)). Вижте, че и двамата имат ацетатен анион: (H₃CCOO^-_(тук)). Концентрацията на тези йони на практика се дължи на дисоциацията на солта, която е голяма. Киселинната йонизация е малка.

Сега забележете какво се случва при следните възможности за добавяне:

• Добавяне на малко количество силна киселина:

Добавянето на силна киселина увеличава концентрацията на хидрониевия йон, Н

₃О⁺¹и тъй като оцетната киселина е слаба киселина, ацетатният анион има висок афинитет към протона (Н⁺) хидроний. По този начин те реагират и се образува повече оцетна киселина:

В резултат рН на средата практически не се променя. Ако обаче се добавят все повече и повече силна киселина, ще дойде времето, когато целият ацетатен анион ще бъде изразходван и буферният ефект ще спре.

• Добавяне на малко количество здрава основа:

Добавянето на силна основа увеличава концентрацията на OH йони^-. Но тези йони се неутрализират от йони Н₃О⁺¹ освободен при йонизация на оцетна киселина:

С тази реакция концентрацията на H йони₃О⁺¹_(тук) ще намалее и ще има промяна в равновесието по смисъла на увеличаване на киселинната йонизация и следователно варирането на рН на разтвора ще бъде много малко. Концентрацията на H йони₃О⁺¹_(тук) тя ще бъде практически постоянна.

Не спирайте сега... Има още след рекламата;)

В този случай има и ограничение на капацитета. Следователно, ако добавим все повече и повече основа, балансът на киселинната йонизация ще се измества все повече и повече към нейната йонизация, докато цялата киселина бъде изразходвана.

2. Смес от слаба основа с нейната конюгирана киселина:

Този тип буферен разтвор се състои от слаба основа и солен разтвор, които съдържат същия катион като основата.

Например, помислете за буферен разтвор, образуван от магнезиев хидроксид, MgOH_{2 (aq)} (слаба основа) и магнезиев хлорид, MgCl_{2 (и)} (сол). И двете съдържат катион магнезий (Mg²⁺_(тук)). Наличието на магнезиеви йони в средата на практика са получени от дисоциацията на солта, тъй като дисоциацията на основата е слаба:

• Добавяне на малко количество силна киселина:

В този случай H-йони₃О⁺¹ идващи от добавянето на силна киселина ще бъдат неутрализирани от OH йони^-, идващи от слаба дисоциация на основата. Това ще измести основния диссоциационен баланс надясно.

По този начин варирането на pH (ако има такова) ще бъде много малко, тъй като концентрацията на OH йони^- остава постоянна. Буфериращият ефект ще спре, когато цялата основа се разедини.

• Добавяне на малко количество здрава основа:

Добавената силна основа претърпява дисоциация, освобождавайки OH йони^-. Тъй като магнезиевият хидроксид е слаба основа, магнезият, отделен при дисоциация от солта, ще има по-голяма склонност да реагира с ОН^-:

Следователно, увеличаването на OH йони^- се компенсира от пропорционалното увеличение на Mg (OH)_{2 (aq)}. В резултат рН не претърпява значителни промени.

Този ефект приключва, когато целият магнезиев катион е изразходван.

От Дженифър Фогаса
Завършва химия

Искате ли да се позовавате на този текст в училище или академична работа? Виж:

FOGAÇA, Дженифър Роча Варгас. "Какво е буферен разтвор?"; Бразилско училище. Наличен в: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/o-que-uma-solucao-tampao.htm. Достъп на 28 юни 2021 г.

Решение

Решение, твърдо решение. Течен разтвор, газообразен разтвор, разтвори, образувани от газ и течност, разтвори, образувани от течности.