Ena puferska raztopina je mešanica, ki se uporablja za preprečevanje spreminjanja pH ali pOH medija ob dodajanju močnih kislin ali močnih baz.
Obstajata dve vrsti vmesne raztopine:
1. Mešanica šibke kisline s konjugirano bazo;
2. Mešanica šibke baze s konjugirano kislino.
Oglejmo si primere vsakega in kako delujejo, ko v medij dodamo majhno količino močne kisline ali baze:
1. Mešanica šibke kisline s konjugirano bazo:
Za oblikovanje take raztopine se šibka kislina zmeša s soljo istega aniona kot kislina.
Na primer, razmislite o puferski raztopini, ki jo sestavlja ocetna kislina (H3CCOOH(tukaj)) in natrijev acetat (H3CCOONa(s)). Glej, da imata oba acetatni anion: (H3CCOO-(tukaj)). Koncentracija teh ionov je praktično posledica disociacije soli, ki je velika. Kislina ionizacija je majhna.
Zdaj opazite, kaj se zgodi v naslednjih možnostih dodajanja:
- Dodatek majhne količine močne kisline:
Dodatek močne kisline poveča koncentracijo hidronijevega iona H3O+1in ker je ocetna kislina šibka kislina, ima acetatni anion visoko afiniteto do protona (H
+) hidronija. Na ta način reagirajo in nastane več ocetne kisline:
Posledično se pH medija praktično ne spremeni. Če pa dodamo vedno več močne kisline, bo prišel čas, ko bomo porabili ves acetatni anion in puferski učinek prenehal.
- Dodatek majhne količine močne baze:
Dodatek močne baze poveča koncentracijo ionov OH-. Toda ti ioni nevtralizirajo ioni H3O+1 sprosti se pri ionizaciji ocetne kisline:
S to reakcijo koncentracija ionov H3O+1(tukaj) se bo ravnotežje premaknilo v smeri povečanja ionizacije kisline, zato bo nihanje pH raztopine zelo majhno. Koncentracija ionov H3O+1(tukaj) bo praktično konstantna.
V tem primeru obstaja tudi mejna zmogljivost zgornje meje. Če torej dodamo vedno več baze, se bo ravnovesje kislinske ionizacije vse bolj premikalo proti njeni ionizaciji, dokler ne porabimo vse kisline.
2. Mešanica šibke baze s konjugirano kislino:
Ta vrsta puferske raztopine je sestavljena iz šibke baze in raztopine soli, ki vsebujeta isti kation kot baza.
Na primer, razmislite o puferski raztopini, ki jo tvori magnezijev hidroksid, MgOH2 (aq) (šibka baza) in magnezijev klorid, MgCl2 (-i) (sol). Oba vsebujeta kation magnezij (Mg2+(tukaj)). Magnezijevi ioni, prisotni v mediju, so praktično vsi posledica disociacije soli, saj je disociacija baze šibka:
- Dodatek majhne količine močne kisline:
V tem primeru so ioni H3O+1 dodatki močne kisline bodo nevtralizirani z ioni OH-, ki prihaja iz disociacije šibke baze. To bo osnovno disociacijsko ravnovesje premaknilo v desno.
Spremembe pH (če sploh) bodo tako zelo majhne, ker je koncentracija OH ionov- ostaja konstantna. Učinek pufranja preneha, ko se loči celotna baza.
- Dodatek majhne količine močne baze:
Dodana močna baza se disociira in sprošča ione OH-. Ker je magnezijev hidroksid šibka baza, bo magnezij, ki se sprosti pri disociaciji iz soli, bolj nagnjen k reakciji z OH-:
Zato povečanje ionov OH- izravna s sorazmernim povečanjem Mg (OH)2 (aq). Tako pH ne pride do večjih sprememb.
Ta učinek se konča, ko je porabljen ves magnezijev kation.
Avtorica Jennifer Fogaça
Diplomiral iz kemije
Vir: Brazilska šola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/o-que-uma-solucao-tampao.htm
