Kas yra buferinis tirpalas? Buferinio tirpalo naudojimas

Vienas buferinis tirpalas yra mišinys, naudojamas užkirsti kelią terpės pH ar pOH pokyčiams, kai pridedama stiprių rūgščių ar stiprių bazių.

Yra dviejų tipų buferiniai tirpalai:

1. Silpnos rūgšties mišinys su konjuguota baze;

2. Silpnos bazės mišinys su konjuguota rūgštimi.

Pažvelkime į kiekvieno pavyzdį ir kaip jie veikia, kai į terpę pridedamas nedidelis kiekis stiprios rūgšties ar bazės:

1. Silpnos rūgšties ir konjuguotos bazės mišinys:

Kad susidarytų toks tirpalas, silpna rūgštis sumaišoma su to paties anijono druska kaip ir rūgštis.

Pavyzdžiui, apsvarstykite buferinį tirpalą, sudarytą iš acto rūgšties (H3COCOOH(čia)) ir natrio acetatas (H3COCOONas). Pažiūrėkite, ar abu turi acetato anijoną: (H3CCOO-(čia)). Šių jonų koncentraciją praktiškai lemia druskos disociacija, kuri yra didelė. Rūgščių jonizacija yra maža.

Natrio acetato disociacija ir acto rūgšties jonizacija

Dabar atkreipkite dėmesį į tai, kas vyksta šiomis papildomomis galimybėmis:

  • Nedidelis kiekis stiprios rūgšties:

Pridedant stiprios rūgšties, padidėja hidronio jono H koncentracija3O+1

ir kadangi acto rūgštis yra silpna rūgštis, acetato anijonas turi didelį afinitetą protonui (H+) hidronio. Tokiu būdu jie reaguoja ir susidaro daugiau acto rūgšties:

Acetato anijono neutralizavimo reakcija su hidroniu

Dėl to terpės pH praktiškai nesikeičia. Tačiau jei pridedama vis daugiau stiprios rūgšties, ateis laikas, kai bus sunaudotas visas acetato anijonas ir buferinis poveikis nebebus.

  • Pridėti nedidelį kiekį stiprios bazės:

Pridėjus stiprią bazę, padidėja OH jonų koncentracija-. Bet šiuos jonus neutralizuoja H jonai3O+1 išsiskiria acto rūgšties jonizacijos metu:

Neutralizavimo reakcija ir vandens susidarymas

Su šia reakcija susidaro H jonų koncentracija3O+1(čia) sumažės ir pusiausvyra pasikeis didinant rūgšties jonizaciją, todėl tirpalo pH kitimas bus labai mažas. H jonų koncentracija3O+1(čia) jis bus praktiškai pastovus.

Nesustokite dabar... Po reklamos yra daugiau;)

Šiuo atveju taip pat yra ribinis buferio pajėgumas. Todėl, jei pridedame vis daugiau bazės, rūgšties jonizacijos balansas vis labiau pasislinks jos jonizacijos link, kol sunaudos visą rūgštį.

2. Silpnos bazės mišinys su konjuguota rūgštimi:

Šio tipo buferinis tirpalas susideda iš silpnos bazės ir druskos tirpalo, kuriame yra tas pats katijonas kaip ir pagrinde.

Pavyzdžiui, apsvarstykite buferinį tirpalą, kurį sudaro magnio hidroksidas, MgOH2 (aq) (silpna bazė) ir magnio chloridas, MgCl2 (s) (druska). Abiejuose yra magnio katijono (Mg2+(čia)). Terpėje esantys magnio jonai praktiškai gaunami druskos disociacijos metu, nes bazės disociacija yra silpna:

Magnio chlorido ir magnio hidroksido disociacija
  • Nedidelis kiekis stiprios rūgšties:

Šiuo atveju H jonai3O+1 pridėjus stiprios rūgšties, neutralizuos OH jonai-, atsirandantis dėl silpnos bazės atsiribojimo. Tai pakeis pagrindinę disociacijos pusiausvyrą į dešinę.

Taigi, pH kitimas (jei toks yra) bus labai mažas, nes OH jonų koncentracija- išlieka pastovus. Buferinis efektas nebeliks, kai atsiribos visa bazė.

  • Pridėti nedidelį kiekį stiprios bazės:

Pridėtoje stiprioje bazėje vyksta disociacija, išskiriant OH jonus-. Kadangi magnio hidroksidas yra silpna bazė, magnis, išsiskyręs atsiribojęs nuo druskos, turės didesnę tendenciją reaguoti su OH-:

Magnio ir hidroksilo anijonų neutralizavimo reakcija

Todėl OH jonų padidėjimas- kompensuoja proporcingas Mg (OH) padidėjimas2 (aq). Dėl to pH didelių pokyčių nevyksta.

Šis poveikis baigiasi, kai sunaudojamas visas magnio katijonas.


Jennifer Fogaça
Baigė chemiją

Ar norėtumėte paminėti šį tekstą mokykloje ar akademiniame darbe? Pažvelk:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Kas yra buferinis tirpalas?"; Brazilijos mokykla. Yra: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/o-que-uma-solucao-tampao.htm. Žiūrėta 2021 m. Birželio 28 d.

Chemija

Cheminės pusiausvyros poslinkio analizė praktikoje.
Išspręsti cheminių medžiagų balanso pratimai

Patikrinkite savo žinias ir sužinokite daugiau naudodami šį išsamų cheminių medžiagų balanso pratimų sąrašą. Per šią medžiagą galėsite geriau suprasti, kaip dirbti pusiausvyros konstantomis (Kp, Kc ir Ki), pusiausvyros poslinkiu, pH ir pOH, taip pat pusiausvyra vadinamuosiuose buferiniuose tirpaluose.

Sprendimas

Sprendimas, kietas sprendimas. Skystas tirpalas, dujinis tirpalas, dujų ir skysčio suformuoti tirpalai, skysčių sudaryti tirpalai.

Metalų reaktyvumo tvarka. Metalo reaktyvumas

Metalų reaktyvumo tvarka. Metalo reaktyvumas

Fizikinėje chemijoje daugiausia tiriamos oksidacijos-redukcijos reakcijos, kuriose vyksta elektro...

read more
Oksidacijos-redukcijos balansavimas. Kas yra redokso balansavimas?

Oksidacijos-redukcijos balansavimas. Kas yra redokso balansavimas?

O subalansuojant oksidacijos-redukcijos lygtį jis pagrįstas atiduotų elektronų skaičiaus ir gauna...

read more

Skaičiavimai, susiję su tirpalų skiedimu

Atlikti skaičiavimai tirpalo praskiedimas yra patikrinti jų pridėto ar pašalinto tirpiklio kiekį,...

read more