Buferinis tirpalas tai vienalytis mišinys, kuris nekeičia pH ar pOH, kai į šį mišinį įdedama nedideli kiekiai stiprios rūgšties ar stiprios bazės. Tačiau mišinys nekeičia pH ar pOH tik tada, jei jo sudėtis yra viena iš dviejų toliau nurodytų:
Kištukas rūgšties (pH mažesnis nei 7):
Jame yra silpnos rūgšties, sumaišytos su a druskos tirpus, turintis tą patį anijoną, pavyzdžiui, vandenilio cianido rūgštis (HCN) ir kalio cianidas (KCN), kurie turi tą patį cianido anijoną (CN).
Pagrindinis buferis (pH didesnis nei 7):
Bazė silpnai sumaišytas su druska, turinčia tą patį katijoną, pvz., cinko hidroksidu [Zn(OH)2] ir cinko chloridas (ZnCl2), kurios turi tą patį cinko katijoną (Zn+2).
Norint suprasti, kokią įtaką buferinis tirpalas turi stiprios rūgšties ar bazės gavimui, svarbu atsiminti, kada rūgštys ir bazės laikomos stipriomis:
→ Pagrindų reitingas pagal stiprumą
stiprus: bazės su cheminiais elementais iš IA (šarminių metalų) ir IIA (šarminių žemių metalų) šeimų, išskyrus magnį;
silpnas: bazės, kuriose yra elementas magnis ir kitas, jei jis nepriklauso IA ir IIA šeimoms.
→ Klasifikacija rūgštis stiprumui
a) Hidratams (rūgštims be deguonies):
stiprus: tik HCl, HBr ir HI;
saikingai: tik HF;
silpnas: bet koks kitas hidroksidas.
b) Deguonies rūgštims (rūgštims su deguonimi):
stiprus: kai deguonies skaičiaus atėmimas iš vandenilių skaičiaus yra lygus 2 arba didesnis;
saikingai: kai deguonies skaičiaus atėmimas iš vandenilių skaičiaus yra lygus 1;
silpnas: kai deguonies skaičiaus atėmimas iš vandenilio atomų yra lygus 0 arba mažesnis.
Stiprios bazės pridėjimo į buferį įtaka
Norėdami paaiškinti, naudokite buferinis tirpalas susidaro iš cinko hidroksido [Zn(OH)2] ir tirpi cinko chlorido druska (ZnCl2), kuri gaus nedidelį kiekį stiprios natrio hidroksido (NaOH) bazės. Peržiūrėkite šio buferinio tirpalo likučius:
Bazinės disociacijos pusiausvyros lygtis
Balansas pasislenka į kairę, nes pagrindas yra silpnas.
Druskos disociacijos pusiausvyros lygtis
Pusiausvyra pasislenka į dešinę, nes druska tirpsta.
Stiprus pagrindas turi tokią pusiausvyrą:
Bazinės disociacijos pusiausvyros lygtis
Pusiausvyra pasislenka į dešinę, nes pagrindas tvirtas.
Pridėta stipri bazė išskiria hidroksido anijoną (OH) į vandenį-), kuris turi didelį afinitetą cinko katijonams (Zn+2) iš druskos antroje pusiausvyroje. Hidroksido ir cinko ryšys sudaro cinko hidroksidą:
bazės susidarymo lygtis
Taigi OH- bazės sumažina cinko kiekį antroje pusiausvyroje ir padidina bazės kiekį [Zn(OH)2], todėl jis toliau atsiskiria ir išskiria Zn katijonus+2 pirmoje pusiausvyroje. Kadangi hidroksido kiekis terpėje nepasikeis, pH nesikeičia.
Stiprios rūgšties pridėjimo į buferį įtaka
Norėdami paaiškinti, panaudokime buferį, sudarytą iš cinko hidroksido [Zn(OH)2] ir tirpi cinko chlorido druska (ZnCl2), kuri gaus nedidelį kiekį vandenilio jodo rūgšties (HI), kuri yra stipri. Žiūrėkite viršutinėje dalyje esančius likučius:
Bazinės disociacijos pusiausvyros lygtis
Pusiausvyra pasislinko į kairę, nes pagrindas silpnas.
druskos balanso lygtis
Pusiausvyra pasislinko į dešinę, nes druska tirpsta.
Stiprioji rūgštis turi tokią pusiausvyrą:
Rūgščių balanso lygtis
Pusiausvyra pasislinko į dešinę, nes rūgštis stipri.
Pridėjus rūgštį vandenyje susidaro hidronio katijonas (H+), kuris turi didelį afinitetą hidroksido jonams (OH-) nuo pagrindo. Hidronio ir hidroksido ryšys sudaro vandens molekulę:
vandens susidarymo lygtis
Taigi H+ rūgšties sumažina hidroksidų kiekį pirmoje pusiausvyroje, padidindama bazių disociaciją. Kadangi hidroksido kiekis terpėje nepasikeis, pH nesikeičia.
Aš. Diogo Lopes Dias
Šaltinis: Brazilijos mokykla - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-uma-solucao-tampao.htm
