Ενας ρυθμιστικό διάλυμα Είναι ένα μείγμα που χρησιμοποιείται για να αποτρέψει την αλλαγή του ρΗ ή του ρΗΗ του μέσου όταν προστίθενται ισχυρά οξέα ή ισχυρές βάσεις.
Υπάρχουν δύο τύποι ρυθμιστικού διαλύματος:
1. Μίγμα ασθενούς οξέος με τη συζυγή βάση του.
2. Μίγμα αδύναμης βάσης με το συζυγές οξύ.
Ας δούμε παραδείγματα καθενός και πώς λειτουργούν όταν προστίθεται μια μικρή ποσότητα ισχυρού οξέος ή βάσης στο μέσο:
1. Μείγμα ασθενούς οξέος με τη συζυγή βάση του:
Για να σχηματιστεί ένα τέτοιο διάλυμα, το ασθενές οξύ αναμιγνύεται με ένα άλας του ίδιου ανιόντος με το οξύ.
Για παράδειγμα, εξετάστε ένα ρυθμιστικό διάλυμα που αποτελείται από οξικό οξύ (Η3CCOOH(εδώ)) και οξικό νάτριο (Η3CCOONa(μικρό)). Βλέπετε ότι και οι δύο έχουν το οξικό ανιόν: (Η3CCOO-(εδώ)). Η συγκέντρωση αυτών των ιόντων οφείλεται ουσιαστικά στη διάσπαση του άλατος, το οποίο είναι μεγάλο. Ο ιονισμός οξέος είναι μικρός.
Τώρα παρατηρήστε τι συμβαίνει στις ακόλουθες δυνατότητες προσθήκης:
- Προσθήκη μικρής ποσότητας ισχυρού οξέος:
Η προσθήκη ενός ισχυρού οξέος αυξάνει τη συγκέντρωση του ιόντος υδρονίου, Η
3Ο+1, και δεδομένου ότι το οξικό οξύ είναι ασθενές οξύ, το οξικό ανιόν έχει υψηλή συγγένεια για το πρωτόνιο (Η+) υδρόνιο. Με αυτόν τον τρόπο, αντιδρούν και σχηματίζεται περισσότερο οξικό οξύ:
Ως αποτέλεσμα, το ρΗ του μέσου ουσιαστικά δεν αλλάζει. Ωστόσο, εάν προστεθεί όλο και πιο ισχυρό οξύ, θα έρθει η στιγμή που θα καταναλωθεί όλο το οξικό ανιόν και θα σταματήσει το ρυθμιστικό αποτέλεσμα.
- Προσθήκη μικρής ποσότητας ισχυρής βάσης:
Η προσθήκη μιας ισχυρής βάσης αυξάνει τη συγκέντρωση των ιόντων ΟΗ-. Αλλά αυτά τα ιόντα εξουδετερώνονται από τα ιόντα Η3Ο+1 απελευθερώνεται κατά τον ιονισμό του οξικού οξέος:
Με αυτήν την αντίδραση, η συγκέντρωση των ιόντων Η3Ο+1(εδώ) θα μειωθεί και θα υπάρξει μετατόπιση της ισορροπίας με την έννοια της αύξησης του ιονισμού οξέος και, επομένως, η διακύμανση του ρΗ του διαλύματος θα είναι πολύ μικρή. Η συγκέντρωση των ιόντων Η3Ο+1(εδώ) θα είναι πρακτικά σταθερό.
Μην σταματάς τώρα... Υπάρχουν περισσότερα μετά τη διαφήμιση;)
Σε αυτήν την περίπτωση υπάρχει επίσης μια οριακή χωρητικότητα του buffer. Επομένως, εάν προσθέσουμε όλο και περισσότερη βάση, η ισορροπία του ιονισμού οξέος θα μετατοπιστεί όλο και περισσότερο προς τον ιονισμό του, μέχρι να καταναλωθεί όλο το οξύ.
2. Μίγμα αδύναμης βάσης με το συζυγές οξύ:
Αυτός ο τύπος ρυθμιστικού διαλύματος αποτελείται από μια ασθενή βάση και ένα διάλυμα αλατιού που περιέχει το ίδιο κατιόν με τη βάση.
Για παράδειγμα, εξετάστε ένα ρυθμιστικό διάλυμα που σχηματίζεται από υδροξείδιο μαγνησίου, MgOH2 (υδ) (ασθενής βάση) και χλωριούχο μαγνήσιο, MgCl2 (α) (άλας). Και τα δύο περιέχουν το κατιόν μαγνήσιο (Mg2+(εδώ)). Τα ιόντα μαγνησίου που υπάρχουν στο μέσο ουσιαστικά προέρχονται από τη διάσπαση του άλατος, καθώς η αποσύνθεση της βάσης είναι ασθενής:
- Προσθήκη μικρής ποσότητας ισχυρού οξέος:
Σε αυτήν την περίπτωση, τα ιόντα Η3Ο+1 που προέρχεται από την προσθήκη ισχυρού οξέος θα εξουδετερωθεί από τα ιόντα ΟΗ-, που προέρχονται από αδύναμη βάση διαχωρισμού. Αυτό θα μετατοπίσει το βασικό ισοζύγιο διάστασης προς τα δεξιά.
Έτσι, η διακύμανση του ρΗ (εάν υπάρχει) θα είναι πολύ μικρή, επειδή η συγκέντρωση των ιόντων ΟΗ- παραμένει σταθερό. Το εφεδρικό αποτέλεσμα θα σταματήσει όταν αποσυνδεθεί ολόκληρη η βάση.
- Προσθήκη μικρής ποσότητας ισχυρής βάσης:
Η προστιθέμενη ισχυρή βάση υφίσταται διαχωρισμό απελευθερώνοντας ιόντα ΟΗ-. Δεδομένου ότι το υδροξείδιο του μαγνησίου είναι μια ασθενής βάση, το μαγνήσιο που απελευθερώνεται κατά τη διάσπαση από το άλας θα έχει μεγαλύτερη τάση να αντιδρά με το ΟΗ-:
Επομένως, η αύξηση των ιόντων ΟΗ- αντισταθμίζεται από την αναλογική αύξηση του Mg (OH)2 (υδ). Ως αποτέλεσμα, το pH δεν υφίσταται σημαντικές αλλαγές.
Αυτό το αποτέλεσμα τελειώνει όταν έχει καταναλωθεί όλο το κατιόν μαγνησίου.
Από την Jennifer Fogaça
Αποφοίτησε στη Χημεία
Θα θέλατε να αναφέρετε αυτό το κείμενο σε σχολείο ή ακαδημαϊκό έργο; Κοίτα:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Τι είναι μια ρυθμιστική λύση;"; Σχολείο της Βραζιλίας. Διαθέσιμο σε: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/o-que-uma-solucao-tampao.htm. Πρόσβαση στις 28 Ιουνίου 2021.
Χημεία
Δοκιμάστε τις γνώσεις σας και μάθετε περισσότερα με αυτόν τον κατάλογο λύσεων για χημικές ισορροπίες. Μέσω αυτού του υλικού, θα είστε σε θέση να κατανοήσετε καλύτερα πώς να εργάζεστε σταθερές ισορροπίας (Kp, Kc και Ki), μετατόπιση ισορροπίας, pH και pOH, καθώς και ισορροπία σε λεγόμενες ρυθμιστικές λύσεις.
Λύση, στερεό διάλυμα. Υγρό διάλυμα, αέριο διάλυμα, διαλύματα που σχηματίζονται από αέριο και υγρό, διαλύματα που σχηματίζονται από υγρά.
