Ρυθμιστικό διάλυμα είναι ένα ομοιογενές μείγμα που δεν αλλάζει το pH ή το pOH όταν προστίθενται μικρές ποσότητες ισχυρού οξέος ή ισχυρής βάσης σε αυτό το μείγμα. Ωστόσο, το μείγμα δεν αλλάζει το pH ή το pOH μόνο εάν παρουσιάζει μία από τις δύο παρακάτω συνθέσεις:
Βύσμα οξύ (pH μικρότερο από 7):
Έχει ασθενές οξύ αναμεμειγμένο με α άλας διαλυτό που έχει το ίδιο ανιόν, όπως το υδροκυανικό οξύ (HCN) και το κυανιούχο κάλιο (KCN), που έχουν το ίδιο ανιόν κυανίου (CN).
Βασικό ρυθμιστικό διάλυμα (pH μεγαλύτερο από 7):
Βάση ασθενώς αναμεμειγμένο με ένα άλας που έχει το ίδιο κατιόν, όπως το υδροξείδιο του ψευδαργύρου [Zn(OH)2] και χλωριούχο ψευδάργυρο (ZnCl2), που έχουν το ίδιο κατιόν ψευδαργύρου (Zn+2).
Είναι σημαντικό, για να κατανοήσουμε την επίδραση που έχει ένα ρυθμιστικό διάλυμα στη λήψη ενός ισχυρού οξέος ή βάσης, να θυμόμαστε πότε τα οξέα και οι βάσεις θεωρούνται ισχυρά:
→ Κατάταξη βάσεων ως προς την αντοχή
ισχυρός: βάσεις με χημικά στοιχεία από τις οικογένειες ΙΑ (μετάλλα αλκαλίων) και ΙΙΑ (μέταλλα αλκαλικών γαιών), με εξαίρεση το μαγνήσιο.
αδύναμος: βάσεις που έχουν το στοιχείο μαγνήσιο και άλλο, αρκεί να μην ανήκει στις οικογένειες ΙΑ και ΙΙΑ.
→ Ταξινόμηση των οξύ για δύναμη
α) Για υδρίτες (οξέα χωρίς οξυγόνο):
ισχυρός: μόνο HCl, HBr και HI.
μετριοπαθείς: Μόνο HF;
αδύναμος: οποιοδήποτε άλλο υδροξείδιο.
β) Για οξυοξέα (οξέα με οξυγόνο):
ισχυρός: όταν η αφαίρεση του αριθμού των οξυγόνων από τον αριθμό των υδρογόνων είναι ίση ή μεγαλύτερη από 2.
μετριοπαθείς: όταν η αφαίρεση του αριθμού των οξυγόνων από τον αριθμό των υδρογόνων είναι ίση με 1.
αδύναμος: όταν η αφαίρεση του αριθμού των οξυγόνων από τον αριθμό των υδρογόνων είναι ίση ή μικρότερη από 0.
Επίδραση της προσθήκης ισχυρής βάσης σε ένα buffer
Για να εξηγήσουμε, ας χρησιμοποιήσουμε το ρυθμιστικό διάλυμα σχηματίζεται από υδροξείδιο ψευδαργύρου [Zn(OH)2] και το διαλυτό άλας του χλωριούχου ψευδαργύρου (ZnCl2), το οποίο θα λάβει μια μικρή ποσότητα ισχυρής βάσης υδροξειδίου του νατρίου (NaOH). Δείτε τα υπόλοιπα που υπάρχουν σε αυτό το ρυθμιστικό διάλυμα:
Εξίσωση ισορροπίας διάστασης βάσης
Η ισορροπία μετατοπίζεται προς τα αριστερά επειδή η βάση είναι αδύναμη.
Εξίσωση ισορροπίας διάστασης άλατος
Η ισορροπία μετατοπίζεται προς τα δεξιά επειδή το αλάτι είναι διαλυτό.
Η ισχυρή βάση έχει την ακόλουθη ισορροπία:
Εξίσωση ισορροπίας διάστασης βάσης
Η ισορροπία μετατοπίζεται προς τα δεξιά επειδή η βάση είναι ισχυρή.
Η προστιθέμενη ισχυρή βάση απελευθερώνει το ανιόν υδροξειδίου (ΟΗ) στο νερό-), το οποίο έχει υψηλή συγγένεια με τα κατιόντα ψευδαργύρου (Zn+2) από το αλάτι στη δεύτερη ισορροπία. Η συσχέτιση μεταξύ υδροξειδίου και ψευδαργύρου σχηματίζει το υδροξείδιο του ψευδαργύρου:
εξίσωση σχηματισμού βάσης
Έτσι το OH- της βάσης μειώνει την ποσότητα ψευδαργύρου στη δεύτερη ισορροπία και αυξάνει την ποσότητα της βάσης [Zn(OH)2], προκαλώντας περαιτέρω διάσπαση και απελευθέρωση κατιόντων Zn+2 στην πρώτη ισορροπία. Καθώς δεν πρόκειται να έχουμε αλλαγή στην ποσότητα του υδροξειδίου στο μέσο, επομένως, το pH δεν αλλάζει.
Επίδραση της προσθήκης ισχυρού οξέος σε ένα ρυθμιστικό διάλυμα
Για να εξηγήσουμε, ας χρησιμοποιήσουμε το ρυθμιστικό διάλυμα που σχηματίζεται από το υδροξείδιο του ψευδαργύρου [Zn(OH)2] και από το διαλυτό άλας του χλωριούχου ψευδαργύρου (ZnCl2), το οποίο θα λάβει μια μικρή ποσότητα υδροϊωδικού οξέος (HI), το οποίο είναι ισχυρό. Δείτε τα υπόλοιπα που υπάρχουν στο καπάκι:
Εξίσωση ισορροπίας διάστασης βάσης
Η ισορροπία μετατοπίστηκε προς τα αριστερά επειδή η βάση είναι αδύναμη.
εξίσωση ισορροπίας αλατιού
Η ισορροπία μετατοπίστηκε προς τα δεξιά επειδή το αλάτι είναι διαλυτό.
Το ισχυρό οξύ έχει την ακόλουθη ισορροπία:
Εξίσωση Ισοζυγίου Οξέος
Η ισορροπία μετατοπίστηκε προς τα δεξιά επειδή το οξύ είναι ισχυρό.
Το προστιθέμενο οξύ παράγει το κατιόν υδρονίου σε νερό (Η+), το οποίο έχει υψηλή συγγένεια με ιόντα υδροξειδίου (ΟΗ-) από τη βάση. Η συσχέτιση μεταξύ υδρονίου και υδροξειδίου σχηματίζει ένα μόριο νερού:
εξίσωση σχηματισμού νερού
Έτσι το H+ του οξέος μειώνει την ποσότητα των υδροξειδίων στην πρώτη ισορροπία, αυξάνοντας τη διάσταση βάσης. Καθώς δεν πρόκειται να έχουμε αλλαγή στην ποσότητα του υδροξειδίου στο μέσο, επομένως, το pH δεν αλλάζει.
Από εμένα Diogo Lopes Dias
Πηγή: Σχολείο Βραζιλίας - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-uma-solucao-tampao.htm
