Co je to pufrovací roztok? Použití pufrovacího roztoku

Jeden pufrovací roztok je směs používaná k zabránění změny pH nebo pOH média po přidání silných kyselin nebo silných zásad.

Existují dva typy pufrovacích roztoků:

1. Směs slabé kyseliny s její konjugovanou bází;

2. Směs slabé báze s její konjugovanou kyselinou.

Podívejme se na příklady každého z nich a na to, jak fungují, když se do média přidá malé množství silné kyseliny nebo zásady:

1. Směs slabé kyseliny s její konjugovanou bází:

K vytvoření takového roztoku se slabá kyselina smísí se solí stejného aniontu jako kyselina.

Zvažte například pufrovací roztok skládající se z kyseliny octové (H₃CCOOH_(tady)) a octan sodný (H₃CCOONa_(s)). Podívejte se, že oba mají acetátový anion: (H₃CCOO^-_(tady)). Koncentrace těchto iontů je prakticky způsobena disociací soli, která je velká. Kyselinová ionizace je malá.

Nyní si všimněte, co se stane v následujících možnostech přidání:

• Přidání malého množství silné kyseliny:

Přidání silné kyseliny zvyšuje koncentraci hydroniového iontu, H₃Ó⁺¹a protože kyselina octová je slabá kyselina, má acetátový anion vysokou afinitu k protonu (H

⁺) hydronium. Tímto způsobem reagují a vzniká více kyseliny octové:

Výsledkem je, že se pH média prakticky nemění. Pokud se však přidá více a více silné kyseliny, přijde čas, kdy se spotřebuje veškerý acetátový anion a pufrovací účinek přestane.

• Přidání malého množství silné báze:

Přidání silné báze zvyšuje koncentraci iontů OH^-. Ale tyto ionty jsou neutralizovány ionty H.₃Ó⁺¹ uvolňovaný při ionizaci kyseliny octové:

S touto reakcí je koncentrace iontů H₃Ó⁺¹_(tady) klesne a dojde k posunu rovnováhy ve smyslu zvýšení ionizace kyselinou, a proto bude kolísání pH roztoku velmi malé. Koncentrace iontů H₃Ó⁺¹_(tady) bude prakticky konstantní.

V tomto případě existuje také kapacita limitního limitu. Pokud tedy přidáme více a více báze, rovnováha kyselé ionizace se posune stále více směrem k její ionizaci, dokud nebude veškerá kyselina spotřebována.

2. Směs slabé báze s její konjugovanou kyselinou:

Tento typ pufrovacího roztoku je tvořen slabou bází a solným roztokem, které obsahují stejný kation jako báze.

Zvažte například pufrovací roztok tvořený hydroxidem hořečnatým, MgOH_{2 (aq)} (slabá báze) a chlorid hořečnatý, MgCl_{2 (s)} (sůl). Oba obsahují kation hořčíku (Mg²⁺_(tady)). Hořčíkové ionty přítomné v médiu jsou prakticky všechny odvozeny z disociace soli, protože disociace báze je slabá:

• Přidání malého množství silné kyseliny:

V tomto případě ionty H₃Ó⁺¹ pocházející z přidání silné kyseliny bude neutralizován ionty OH^-, pocházející ze slabé disociace báze. Tím se posune základní disociační rovnováha doprava.

Změna pH (pokud existuje) bude tedy velmi malá, protože koncentrace iontů OH^- zůstává konstantní. Efekt vyrovnávací paměti přestane, jakmile dojde k oddělení celé základny.

• Přidání malého množství silné báze:

Přidaná silná báze podléhá disociaci a uvolňuje OH ionty^-. Protože hydroxid hořečnatý je slabá báze, bude mít hořčík uvolněný při disociaci ze soli větší tendenci reagovat s OH^-:

Proto je zvýšení iontů OH^- je vyváženo proporcionálním nárůstem Mg (OH)_{2 (aq)}. Výsledkem je, že pH nepodléhá zásadním změnám.

Tento efekt končí, když je spotřebován veškerý kation hořčíku.

Autor: Jennifer Fogaça
Vystudoval chemii

Zdroj: Brazilská škola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/o-que-uma-solucao-tampao.htm