Jedan puferska otopina je smjesa koja se koristi da se spriječi promjena pH ili pOH medija kada se dodaju jake kiseline ili jake baze.
Dvije su vrste međuspremnika:
1. Smjesa slabe kiseline s konjugiranom bazom;
2. Smjesa slabe baze s konjugiranom kiselinom.
Pogledajmo primjere svakog od njih i kako djeluju kada se u medij doda mala količina jake kiseline ili baze:
1. Smjesa slabe kiseline s konjugiranom bazom:
Da bi se stvorila takva otopina, slaba kiselina se pomiješa sa soli istog aniona kao i kiselina.
Na primjer, razmotrite pufersku otopinu koja se sastoji od octene kiseline (H3CCOOH(ovdje)) i natrijev acetat (H3CCOONa(s)). Pazi da oba imaju acetatni anion: (H3CCOO-(ovdje)). Koncentracija ovih iona praktički je posljedica disocijacije soli, koja je velika. Kisela ionizacija je mala.
Sada primijetite što se događa u sljedećim mogućnostima dodavanja:
- Dodatak male količine jake kiseline:
Dodatak jake kiseline povećava koncentraciju hidronijevog iona, H3O+1, a budući da je octena kiselina slaba kiselina, acetatni anion ima visok afinitet za proton (H
+) hidronija. Na taj način reagiraju i stvara se više octene kiseline:
Kao rezultat, pH medija se praktički ne mijenja. Međutim, ako se doda sve više i više jake kiseline, doći će vrijeme kada će se potrošiti sav acetatni anion i prestati puferski učinak.
- Dodatak male količine jake baze:
Dodatak jake baze povećava koncentraciju OH iona-. Ali ti ioni su neutralizirani H ionima3O+1 oslobođen u ionizaciji octene kiseline:
Ovom reakcijom koncentracija H iona3O+1(ovdje) će se smanjiti i doći će do pomaka u ravnoteži prema povećanju kisele ionizacije, pa će stoga varijacija pH otopine biti vrlo mala. Koncentracija H iona3O+1(ovdje) bit će praktički konstantna.
U ovom slučaju postoji i ograničeni kapacitet. Stoga, ako dodamo sve više baze, ravnoteža ionizacije kiseline će se sve više pomicati prema njezinoj ionizaciji, sve dok se ne potroši sva kiselina.
2. Smjesa slabe baze s konjugiranom kiselinom:
Ova vrsta puferske otopine sastoji se od slabe baze i otopine soli koje sadrže isti kation kao i baza.
Na primjer, razmotrite pufersku otopinu koju tvori magnezijev hidroksid, MgOH2 (vod.) (slaba baza) i magnezijev klorid, MgCl2 (sol). Obje sadrže kation magnezij (Mg2+(ovdje)). Joni magnezija prisutni u mediju praktički svi potječu od disocijacije soli, jer je disocijacija baze slaba:
- Dodatak male količine jake kiseline:
U ovom slučaju, H ioni3O+1 koji dolaze od dodavanja jake kiseline neutralizirat će se ionima OH-, koji dolazi od slabe disocijacije baze. To će pomaknuti osnovnu disocijacijsku ravnotežu udesno.
Tako će varijacija pH (ako postoji) biti vrlo mala, jer je koncentracija OH iona- ostaje konstantan. Učinak puferiranja prestat će kad se cijela baza razdvoji.
- Dodatak male količine jake baze:
Dodana jaka baza prolazi kroz disocijaciju oslobađajući OH ione-. Budući da je magnezijev hidroksid slaba baza, magnezij oslobođen disocijacijom od soli imat će veću tendenciju reagiranja s OH-:
Stoga je porast OH iona- nadoknađuje se proporcionalnim povećanjem Mg (OH)2 (vod.). Dakle, pH ne prolazi veće promjene.
Ovaj učinak prestaje kad se potroši sav kation magnezija.
Napisala Jennifer Fogaça
Diplomirao kemiju
Izvor: Brazil škola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/o-que-uma-solucao-tampao.htm