Pufferelési megoldás ez egy homogén keverék, amely nem változtatja meg a pH-t vagy a pOH-t, ha kis mennyiségű erős savat vagy erős bázist adunk ehhez a keverékhez. A keverék azonban csak akkor változtatja meg a pH-t vagy a pOH-t, ha az alábbi két összetétel egyikét tartalmazza:
Dugó sav (7-nél kisebb pH):
Gyenge sav van benne keverve a só oldható, amely ugyanazt az aniont tartalmazza, mint például a hidrogén-cianid (HCN) és a kálium-cianid (KCN), amelyeknek ugyanaz a cianid anionja (CN).
Alappuffer (7-nél nagyobb pH):
Bázis gyengén összekeverve egy ugyanolyan kationt tartalmazó sóval, például cink-hidroxiddal [Zn(OH)2] és cink-klorid (ZnCl2), amelyekben ugyanaz a cink kation (Zn+2).
Annak megértéséhez, hogy a pufferoldat milyen hatással van egy erős sav vagy bázis befogadására, fontos megjegyezni, hogy a savakat és a bázisokat mikor tekintjük erősnek:
→ Az alapok szilárdsági sorrendje
erős: bázisok az IA (alkáli fémek) és IIA (alkáliföldfémek) családba tartozó kémiai elemekkel, a magnézium kivételével;
gyenge: bázisok, amelyek tartalmazzák a magnézium elemet és egy másik elemet, mindaddig, amíg nem tartozik az IA és az IIA családba.
→ Osztályozása sav az erőért
a) Hidrátokhoz (oxigénmentes savak):
erős: csak HCl, HBr és HI;
mérsékel: csak HF;
gyenge: bármely más hidroxid.
b) Oxisavak (oxigénes savak):
erős: ha az oxigénatomok számának a hidrogénatomok számából való kivonása egyenlő vagy nagyobb, mint 2;
mérsékel: ha az oxigénatomok számának a hidrogénatomok számából való kivonása egyenlő 1-gyel;
gyenge: ha az oxigénatomok számának a hidrogének számából való kivonása egyenlő vagy kisebb, mint 0.
Egy erős bázis pufferhez való hozzáadásának hatása
A magyarázathoz használjuk a pufferelési megoldás cink-hidroxid [Zn(OH)2] és a cink-klorid oldható sója (ZnCl2), amely kis mennyiségű erős nátrium-hidroxid (NaOH) bázist kap. Tekintse meg az ebben a pufferoldatban lévő egyenlegeket:
Bázis disszociációs egyensúlyi egyenlet
Az egyensúly balra tolódik el, mert az alap gyenge.
A só disszociációjának egyensúlyi egyenlete
Ne hagyd abba most... A reklám után van még valami ;)
Az egyensúly jobbra tolódik el, mert a só oldható.
Az erős alapnak a következő egyensúlya van:
Bázis disszociációs egyensúlyi egyenlet
Az egyensúly jobbra tolódik, mert az alap erős.
A hozzáadott erős bázis a hidroxid-aniont (OH) vízbe bocsátja-), amely nagy affinitással rendelkezik a cink kationokhoz (Zn+2) a második egyensúlyban lévő sóból. A hidroxid és a cink kapcsolata cink-hidroxidot képez:
bázisképzési egyenlet
Szóval az OH- bázis csökkenti a cink mennyiségét a második egyensúlyban, és növeli a bázis mennyiségét [Zn(OH)2], aminek következtében tovább disszociál és Zn-kationok szabadulnak fel+2 az első egyensúlyban. Mivel a közegben lévő hidroxid mennyiségében nem fog változni, ezért a pH nem változik.
Erős sav pufferhez való hozzáadásának hatása
A magyarázathoz használjuk a cink-hidroxidból képzett puffert [Zn(OH)2] és a cink-klorid oldható sója (ZnCl2), amely kis mennyiségű hidrogén-jodsavat (HI) kap, ami erős. Tekintse meg a kupakban található egyenlegeket:
Bázis disszociációs egyensúlyi egyenlet
Az egyensúly balra tolódott, mert gyenge az alap.
sómérleg egyenlet
Az egyensúly jobbra tolódott, mert a só oldható.
Az erős savnak a következő egyensúlya van:
Savegyensúly egyenlet
Az egyensúly jobbra tolódott, mert a sav erős.
A hozzáadott sav hidrogén-kationt állít elő vízben (H+), amely nagy affinitással rendelkezik a hidroxidionokhoz (OH-) az alaptól. A hidronium és a hidroxid asszociációja vízmolekulát képez:
vízképződési egyenlet
Tehát a H+ A sav csökkenti a hidroxidok mennyiségét az első egyensúlyban, növelve a bázis disszociációját. Mivel a közegben lévő hidroxid mennyiségében nem fog változni, ezért a pH nem változik.
Írta: Én. Diogo Lopes Dias
Szeretne hivatkozni erre a szövegre egy iskolai vagy tudományos munkában? Néz:
NAPOK, Diogo Lopes. "Mi az a pufferoldat?"; Brazil iskola. Elérhető: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-uma-solucao-tampao.htm. Hozzáférés dátuma: 2021. július 27.
