Vad är en buffertlösning? Användning av buffertlösning

Ett buffert-lösning är en blandning som används för att förhindra att pH eller pOH i mediet ändras när starka syror eller starka baser tillsätts.

Det finns två typer av buffertlösning:

1. Blandning av svag syra med dess konjugatbas;

2. Blandning av svag bas med dess konjugatsyra.

Låt oss titta på exempel på var och en och hur de fungerar när en liten mängd stark syra eller bas tillsätts till mediet:

1. Blandning av svag syra med dess konjugatbas:

För att bilda en sådan lösning blandas den svaga syran med ett salt av samma anjon som syran.

Tänk till exempel på en buffertlösning bestående av ättiksyra (H₃CCOOH_(här)och natriumacetat (H₃CCOONa_(s)). Se till att båda har acetatanjonen: (H₃CCOO^-_(här)). Koncentrationen av dessa joner beror praktiskt taget på saltets dissociation, som är stor. Syrajoniseringen är liten.

Lägg märke till vad som händer i följande tilläggsmöjligheter:

• Tillsats av en liten mängd stark syra:

Tillsatsen av en stark syra ökar koncentrationen av hydroniumjonen, H₃O⁺¹och eftersom ättiksyra är en svag syra, har acetatanjonen en hög affinitet för protonen (H

⁺hydronium. På detta sätt reagerar de och mer ättiksyra bildas:

Som ett resultat ändras pH-värdet i mediet praktiskt taget inte. Men om mer och mer stark syra tillsätts kommer tiden att all acetatanjonen kommer att konsumeras och buffringseffekten upphör.

• Tillsats av en liten mängd stark bas:

Tillsatsen av en stark bas ökar koncentrationen av OH-joner^-. Men dessa joner neutraliseras av H-jonerna₃O⁺¹ frisatt vid jonisering av ättiksyra:

Med denna reaktion koncentrationen av H-joner₃O⁺¹_(här) kommer att minska och det kommer att ske en förändring i jämvikten mot att öka syrajoniseringen och därför kommer pH-variationen för lösningen att vara mycket liten. Koncentrationen av H-joner₃O⁺¹_(här) det kommer att vara praktiskt taget konstant.

I det här fallet finns det också en buffertens begränsningskapacitet. Därför, om vi lägger till mer och mer bas, kommer balansen mellan syrajonisering att flyttas mer och mer mot dess jonisering tills all syra förbrukas.

2. Blandning av en svag bas med dess konjugatsyra:

Denna typ av buffertlösning består av en svag bas och en saltlösning som innehåller samma katjon som basen.

Tänk till exempel på en buffertlösning bildad av magnesiumhydroxid, MgOH_{2 (aq)} (svag bas) och magnesiumklorid, MgCl_{2 (s)} (salt). Båda innehåller katjonen magnesium (Mg²⁺_(här)). Magnesiumjonerna som finns i mediet härrör praktiskt taget från saltets dissociation, eftersom dissociationen av basen är svag:

• Tillsats av en liten mängd stark syra:

I det här fallet är H-jonerna₃O⁺¹ kommer från tillsatsen av stark syra neutraliseras av OH-joner^-, kommer från svag basdissociation. Detta kommer att flytta basdissociationsbalansen åt höger.

Således kommer pH-variationen (om någon) att vara mycket liten, eftersom koncentrationen av OH-joner^- förblir konstant. Buffringseffekten upphör när hela basen är dissocierad.

• Tillsats av en liten mängd stark bas:

Den tillsatta starka basen genomgår dissociation och frigör OH-joner^-. Eftersom magnesiumhydroxid är en svag bas, kommer magnesium som frigörs vid dissociation från saltet att ha en större tendens att reagera med OH^-:

Därför ökningen av OH-joner^- kompenseras av den proportionella ökningen av Mg (OH)_{2 (aq)}. Som ett resultat genomgår pH inte större förändringar.

Denna effekt slutar när all magnesiumkatjonen har konsumerats.

Av Jennifer Fogaça
Examen i kemi

Källa: Brazil School - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/o-que-uma-solucao-tampao.htm