מהו פתרון חיץ? שימוש בפתרון חוצץ

אחד פתרון חיץ היא תערובת המשמשת למניעת שינוי ה- pH או ה- POH של המדיום כאשר מוסיפים חומצות חזקות או בסיסים חזקים.

ישנם שני סוגים של פתרון חיץ:

1. תערובת של חומצה חלשה עם בסיסה המצומד;

2. תערובת של בסיס חלש עם חומצת הצמידה שלו.

בואו נסתכל על דוגמאות של כל אחד וכיצד הוא עובד כאשר מוסיפים כמות קטנה של חומצה או בסיס חזק למדיום:

1. תערובת של חומצה חלשה עם בסיסה המצומד:

ליצירת תמיסה כזו מערבבים את החומצה החלשה עם מלח באותו אניון כמו החומצה.

לדוגמה, שקול פתרון חיץ המורכב מחומצה אצטית (H₃CCOOH_(פה)) ונתרן אצטט (H₃CCOONa_(ים)). ראה שלשניהם יש את האניון של האצטט: (H₃CCOO^-_(פה)). ריכוז היונים הללו נובע כמעט מהניתוק של המלח, שהוא גדול. יינון החומצה קטן.

עכשיו שים לב מה קורה באפשרויות התוספת הבאות:

• תוספת של כמות קטנה של חומצה חזקה:

תוספת של חומצה חזקה מעלה את ריכוז יון ההידרוניום, H₃או⁺¹ומכיוון שחומצה אצטית היא חומצה חלשה, יש לאניון האצטט זיקה גבוהה לפרוטון (H⁺) הידרוניום. באופן זה הם מגיבים ונוצרת חומצה אצטית יותר:

כתוצאה מכך, ה- pH של המדיום כמעט ולא משתנה. עם זאת, אם יתווספו עוד ועוד חומצה חזקה, יגיע הזמן בו כל אניון האצטט ייצרך ואפקט החוצץ ייפסק.

• תוספת של כמות קטנה של בסיס חזק:

תוספת של בסיס חזק מגדילה את ריכוז יוני OH^-. אך יונים אלה מנוטרלים על ידי יוני H₃או⁺¹ משוחרר ביינון של חומצה אצטית:

עם תגובה זו, ריכוז יוני H₃או⁺¹_(פה) יקטן ויהיה שינוי בשיווי המשקל במובן של הגברת יינון החומצה, ולכן וריאציית ה- pH של התמיסה תהיה קטנה מאוד. ריכוז יוני H₃או⁺¹_(פה) זה יהיה כמעט קבוע.

במקרה זה קיימת גם יכולת הגבלת גבול. לכן, אם נוסיף עוד ועוד בסיס, איזון יינון החומצה יועבר יותר ויותר לעבר יינון שלו, עד שכל החומצה תצרך.

2. תערובת של בסיס חלש עם חומצת הצמידה שלו:

סוג זה של תמיסת חיץ מורכב מבסיס חלש ומתמיסת מלח המכילים קטיון זהה לבסיס.

לדוגמה, שקול פתרון חיץ שנוצר על ידי מגנזיום הידרוקסיד, MgOH_{2 (aq)} (בסיס חלש) ומגנזיום כלורי, MgCl_{2 (ים)} (מלח). שניהם מכילים את הקטיון מגנזיום (מג²⁺_(פה)). יונים המגנזיום הקיימים במדיום נגזרים כמעט כולם מניתוק המלח, מכיוון שהניתוק של הבסיס חלש:

• תוספת של כמות קטנה של חומצה חזקה:

במקרה זה, יוני ה- H₃או⁺¹ המגיע מתוספת חומצה חזקה ינוטרל על ידי יונים OH^-, שמקורו בדיסוציאציה חלשה מבסיס. זה יעביר את איזון הניתוק הבסיסי ימינה.

לפיכך, וריאציית ה- pH (אם קיימת) תהיה קטנה מאוד מכיוון שריכוז יוני ה- OH^- נשאר קבוע. אפקט החוצץ יפסיק כאשר הבסיס כולו יתנתק.

• תוספת של כמות קטנה של בסיס חזק:

הבסיס החזק הנוסף עובר דיסוציאציה ומשחרר יונים של OH^-. מכיוון שמגנזיום הידרוקסיד הוא בסיס חלש, למגנזיום המשתחרר על ידי ניתוק מהמלח יש נטייה גדולה יותר להגיב עם ה- OH^-:

לכן, הגידול ביוני OH^- מתקזזת מעלייה פרופורציונאלית ב- Mg (OH)_{2 (aq)}. כתוצאה מכך, ה- pH אינו עובר שינויים גדולים.

השפעה זו מסתיימת כאשר כל קטיון המגנזיום נצרך.

מאת ג'ניפר פוגאצה
בוגר כימיה

מָקוֹר: בית ספר ברזיל - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/o-que-uma-solucao-tampao.htm