Puferska raztopina je homogena zmes, ki ne spremeni pH ali pOH, če tej mešanici dodamo majhne količine močne kisline ali močne baze. Vendar pa mešanica ne spremeni pH ali pOH le, če predstavlja eno od dveh spodnjih sestavkov:
Vtič kislina (pH manj kot 7):
Ima šibko kislino, pomešano z a sol topen, ki ima enak anion, kot sta cianovodikova kislina (HCN) in kalijev cianid (KCN), ki imata enak cianidni anion (CN).
Osnovni pufer (pH večji od 7):
Osnova šibko pomešano s soljo, ki ima enak kation, kot je cinkov hidroksid [Zn(OH)2] in cinkov klorid (ZnCl2), ki imajo enak cinkov kation (Zn+2).
Da bi razumeli vpliv puferske raztopine na sprejem močne kisline ali baze, je pomembno, da se spomnimo, kdaj se kisline in baze štejejo za močne:
→ Razvrstitev baz glede na moč
močan: baze s kemičnimi elementi iz družin IA (alkalijske kovine) in IIA (zemeljskoalkalijske kovine), razen magnezija;
šibka: baze, ki imajo element magnezij in drugega, če le ta ne sodi v družini IA in IIA.
→ Razvrstitev kislina za moč
a) Za hidrate (kisline brez kisika):
močan: samo HCl, HBr in HI;
zmerno: samo HF;
šibka: kateri koli drugi hidroksid.
b) Za oksikisline (kisline s kisikom):
močan: ko je odštevanje števila kisikov s številom vodikov enak ali večji od 2;
zmerno: ko je odštevanje števila kisikov s številom vodikov enak 1;
šibka: ko je odštevanje števila kisikov s številom vodikov enak ali manjši od 0.
Vpliv dodajanja močne baze v pufer
Za razlago uporabimo puferska raztopina tvorjen iz cinkovega hidroksida [Zn(OH)2] in topno sol cinkovega klorida (ZnCl2), ki bo prejel majhno količino močne baze natrijevega hidroksida (NaOH). Oglejte si stanja, ki so prisotna v tej puferski raztopini:
Enačba ravnotežja osnovne disociacije
Ravnotežje se premakne v levo, ker je osnova šibka.
Ravnotežna enačba disociacije soli
Ravnotežje se premakne v desno, ker je sol topna.
Močna osnova ima naslednje ravnotežje:
Enačba ravnotežja osnovne disociacije
Ravnotežje se premakne v desno, ker je osnova močna.
Dodana močna baza sprosti hidroksidni anion (OH) v vodo-), ki ima visoko afiniteto za cinkove katione (Zn+2) iz soli v drugem ravnotežju. Povezava med hidroksidom in cinkom tvori cinkov hidroksid:
enačba za tvorbo baze
Torej OH- baze zmanjša količino cinka v drugem ravnotežju in poveča količino baze [Zn(OH)2], kar povzroči nadaljnjo disociacijo in sproščanje kationov Zn+2 v prvem ravnotežju. Ker ne bomo imeli spremembe v količini hidroksida v mediju, se torej pH ne spremeni.
Vpliv dodajanja močne kisline v pufr
Za pojasnitev uporabimo pufer, ki ga tvori cinkov hidroksid [Zn(OH)2] in s topno soljo cinkovega klorida (ZnCl2), ki bo prejel majhno količino jodovodikove kisline (HI), ki je močna. Oglejte si stanja, ki so prisotna v kapici:
Enačba ravnotežja osnovne disociacije
Ravnotežje se je premaknilo v levo, ker je osnova šibka.
enačba ravnotežja soli
Ravnotežje se je premaknilo v desno, ker je sol topna.
Močna kislina ima naslednje ravnotežje:
Enačba kislinskega ravnovesja
Ravnotežje se je premaknilo v desno, ker je kislina močna.
Dodana kislina proizvede hidronijev kation v vodi (H+), ki ima visoko afiniteto za hidroksidne ione (OH-) od osnove. Povezava med hidronijem in hidroksidom tvori molekulo vode:
enačba za tvorbo vode
Torej H+ kisline zmanjša količino hidroksidov v prvem ravnotežju in poveča disociacijo baze. Ker ne bomo imeli spremembe v količini hidroksida v mediju, se torej pH ne spremeni.
Jaz, Diogo Lopes Dias
vir: brazilska šola - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-uma-solucao-tampao.htm
