Rozwiązanie buforowe jest to jednorodna mieszanina, która nie zmienia pH ani pOH po dodaniu do tej mieszaniny niewielkich ilości mocnego kwasu lub mocnej zasady. Jednak mieszanina nie zmienia pH ani pOH tylko wtedy, gdy ma jeden z dwóch poniższych składów:
Wtyczka kwas (pH poniżej 7):
Ma słaby kwas zmieszany z Sól rozpuszczalny, który ma ten sam anion, taki jak kwas cyjanowodorowy (HCN) i cyjanek potasu (KCN), które mają ten sam anion cyjankowy (CN).
Bufor podstawowy (pH powyżej 7):
Baza słabo zmieszana z solą, która ma ten sam kation, taką jak wodorotlenek cynku [Zn(OH)2] i chlorek cynku (ZnCl2), które mają ten sam kation cynku (Zn+2).
Aby zrozumieć wpływ roztworu buforowego na otrzymanie mocnego kwasu lub zasady, ważne jest, aby pamiętać, kiedy kwasy i zasady są uważane za mocne:
→ Ranking baz pod względem wytrzymałości
silny: zasady z pierwiastkami chemicznymi z rodziny IA (metale alkaliczne) i IIA (metale ziem alkalicznych), z wyjątkiem magnezu;
słaby: zasady zawierające pierwiastek magnez i inny, o ile nie należy on do rodzin IA i IIA.
→ Klasyfikacja kwas na siłę
a) Dla hydratów (kwasów beztlenowych):
silny: tylko HCl, HBr i HI;
moderuje: tylko HF;
słaby: dowolny inny wodorotlenek.
b) Dla kwasów tlenowych (kwasy z tlenem):
silny: gdy odjęcie liczby tlenów od liczby wodorów jest równe lub większe niż 2;
moderuje: gdy odjęcie liczby tlenów od liczby wodorów jest równe 1;
słaby: gdy odjęcie liczby tlenów od liczby wodorów jest równe lub mniejsze od 0.
Wpływ dodania mocnej bazy do bufora
Aby wyjaśnić, użyjmy roztwór buforowy utworzony przez wodorotlenek cynku [Zn(OH)2] i rozpuszczalną sól chlorku cynku (ZnCl2), który otrzyma niewielką ilość mocnej zasady wodorotlenku sodu (NaOH). Zobacz wagi obecne w tym roztworze buforowym:
Podstawowe równanie równowagi dysocjacji
Równowaga przesuwa się w lewo, ponieważ podstawa jest słaba.
Równanie równowagi dysocjacji soli
Bilans przesuwa się w prawo, ponieważ sól jest rozpuszczalna.
Silna baza ma następującą równowagę:
Podstawowe równanie równowagi dysocjacji
Równowaga przesuwa się w prawo, ponieważ podstawa jest mocna.
Dodana mocna zasada uwalnia anion wodorotlenkowy (OH) do wody-), który ma duże powinowactwo do kationów cynku (Zn+2) z soli w drugiej równowadze. Związek między wodorotlenkiem a cynkiem tworzy wodorotlenek cynku:
równanie tworzenia bazy
Więc OH- zasady zmniejsza ilość cynku w drugiej równowadze i zwiększa ilość zasady [Zn(OH)2], powodując dalszą dysocjację i uwalnianie kationów Zn+2 w pierwszej równowadze. Ponieważ nie będziemy mieć zmiany w ilości wodorotlenku w pożywce, dlatego pH się nie zmienia.
Wpływ dodania mocnego kwasu do bufora
Dla wyjaśnienia posłużmy się buforem utworzonym przez wodorotlenek cynku [Zn(OH)2] oraz przez rozpuszczalną sól chlorku cynku (ZnCl2), który otrzyma niewielką ilość kwasu jodowodorowego (HI), który jest silny. Zobacz wagi obecne w nasadce:
Podstawowe równanie równowagi dysocjacji
Równowaga przesunięta w lewo, ponieważ podstawa jest słaba.
równanie bilansu soli
Saldo przesunęło się w prawo, ponieważ sól jest rozpuszczalna.
Silny kwas ma następującą równowagę:
Równanie równowagi kwasowej
Równowaga przesunęła się w prawo, ponieważ kwas jest mocny.
Dodany kwas wytwarza kation hydroniowy w wodzie (H+), który ma wysokie powinowactwo do jonów wodorotlenowych (OH-) od podstawy. Związek między hydronium i wodorotlenkiem tworzy cząsteczkę wody:
równanie tworzenia wody
Więc H+ kwasu zmniejsza ilość wodorotlenków w pierwszej równowadze, zwiększając dysocjację zasad. Ponieważ nie będziemy mieć zmiany w ilości wodorotlenku w pożywce, dlatego pH się nie zmienia.
Przeze mnie Diogo Lopes Dias
Źródło: Brazylia Szkoła - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-uma-solucao-tampao.htm
