Buferšķīdums tas ir viendabīgs maisījums, kas nemaina pH vai pOH, ja šim maisījumam pievieno nelielu daudzumu stipras skābes vai stipras bāzes. Tomēr maisījums nemaina pH vai pOH tikai tad, ja tam ir viens no diviem tālāk norādītajiem sastāviem:
Spraudnis skābe (pH mazāks par 7):
Tam ir vāja skābe, kas sajaukta ar a sāls šķīstošs, kam ir viens un tas pats anjons, piemēram, ciānūdeņražskābe (HCN) un kālija cianīds (KCN), kuriem ir viens un tas pats cianīda anjons (CN).
Pamata buferis (pH lielāks par 7):
Bāze vāji sajaukts ar sāli, kam ir tāds pats katjons, piemēram, cinka hidroksīdu [Zn(OH)2] un cinka hlorīds (ZnCl2), kuriem ir viens un tas pats cinka katjons (Zn+2).
Lai saprastu, kāda ir buferšķīduma ietekme uz stipras skābes vai bāzes uzņemšanu, ir svarīgi atcerēties, kad skābes un bāzes tiek uzskatītas par stiprām:
→ Bāžu ranžējums stiprības ziņā
stiprs: bāzes ar ķīmiskajiem elementiem no IA (sārmu metāli) un IIA (sārmzemju metāli) saimes, izņemot magniju;
vājš: bāzes, kurās ir elements magnijs un cits, ja vien tas nepieder IA un IIA saimei.
→ Klasifikācija skābe spēkam
a) Hidrātiem (skābēm, kas nesatur skābekli):
stiprs: tikai HCl, HBr un HI;
mēreni: tikai HF;
vājš: jebkurš cits hidroksīds.
b) Skābēm (skābēm ar skābekli):
stiprs: ja skābekļa atomu skaita atņemšana no ūdeņraža atomu skaita ir vienāda ar 2 vai lielāka;
mēreni: ja skābekļa atomu skaita atņemšana no ūdeņraža atomu skaita ir vienāda ar 1;
vājš: ja skābekļa atomu skaita atņemšana no ūdeņraža atomu skaita ir vienāda ar vai mazāka par 0.
Buferim spēcīgas bāzes pievienošanas ietekme
Lai izskaidrotu, izmantosim buferšķīdums ko veido cinka hidroksīds [Zn(OH)2] un cinka hlorīda šķīstošais sāls (ZnCl2), kas saņems nelielu daudzumu spēcīgas nātrija hidroksīda (NaOH) bāzes. Skatiet šajā buferšķīdumā esošos atlikumus:
Bāzes disociācijas līdzsvara vienādojums
Līdzsvars nobīdās pa kreisi, jo pamatne ir vāja.
Sāls disociācijas līdzsvara vienādojums
Līdzsvars mainās uz labo pusi, jo sāls ir šķīstošs.
Spēcīgajai bāzei ir šāds līdzsvars:
Bāzes disociācijas līdzsvara vienādojums
Līdzsvars nobīdās pa labi, jo pamatne ir spēcīga.
Pievienotā stiprā bāze atbrīvo hidroksīda anjonu (OH) ūdenī-), kam ir augsta afinitāte pret cinka katjoniem (Zn+2) no sāls otrajā līdzsvarā. Saistība starp hidroksīdu un cinku veido cinka hidroksīdu:
bāzes veidošanās vienādojums
Tātad OH- Bāzes daudzums samazina cinka daudzumu otrajā līdzsvarā un palielina bāzes daudzumu [Zn(OH)2], izraisot tā tālāku disociāciju un izdalot Zn katjonus+2 pirmajā līdzsvarā. Tā kā mēs nemainīsimies hidroksīda daudzumā vidē, tāpēc pH nemainās.
Spēcīgas skābes pievienošanas ietekme buferšķīdumam
Lai izskaidrotu, izmantosim buferi, ko veido cinka hidroksīds [Zn(OH)2] un ar cinka hlorīda šķīstošo sāli (ZnCl2), kas saņems nelielu daudzumu jodūdeņražskābes (HI), kas ir spēcīga. Skatiet vāciņā esošos atlikumus:
Bāzes disociācijas līdzsvara vienādojums
Līdzsvars nobīdīts pa kreisi, jo pamatne ir vāja.
sāls līdzsvara vienādojums
Līdzsvars nobīdīts pa labi, jo sāls šķīst.
Spēcīgai skābei ir šāds līdzsvars:
Skābes līdzsvara vienādojums
Līdzsvars nobīdīts pa labi, jo skābe ir spēcīga.
Pievienotā skābe rada hidronija katjonu ūdenī (H+), kam ir augsta afinitāte pret hidroksīda joniem (OH-) no pamatnes. Hidronija un hidroksīda savienojums veido ūdens molekulu:
ūdens veidošanās vienādojums
Tātad H+ skābes daudzums samazina hidroksīdu daudzumu pirmajā līdzsvarā, palielinot bāzes disociāciju. Tā kā mēs nemainīsimies hidroksīda daudzumā vidē, tāpēc pH nemainās.
Es. Diogo Lopes Dias
Avots: Brazīlijas skola - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-uma-solucao-tampao.htm
