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, MgOH2 (aq) (slabá báze) a chlorid hořečnatý, MgCl2 (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
