สารละลายบัฟเฟอร์ เป็นส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันซึ่งไม่เปลี่ยน pH หรือ pOH เมื่อเติมกรดแก่หรือเบสแก่จำนวนเล็กน้อยลงในส่วนผสมนี้ อย่างไรก็ตาม ของผสมจะไม่เปลี่ยน pH หรือ pOH เฉพาะในกรณีที่มีองค์ประกอบหนึ่งในสององค์ประกอบด้านล่าง:
ปลั๊ก กรด (pH น้อยกว่า 7):
มีกรดอ่อนๆ ผสมกับ a เกลือ ละลายได้ซึ่งมีประจุลบเหมือนกัน เช่น กรดไฮโดรไซยานิก (HCN) และโพแทสเซียมไซยาไนด์ (KCN) ซึ่งมีประจุลบไซยาไนด์ (CN) เหมือนกัน
บัฟเฟอร์พื้นฐาน (pH มากกว่า 7):
ฐาน ผสมกับเกลือที่มีไอออนบวกอยู่เล็กน้อย เช่น ซิงค์ไฮดรอกไซด์ [Zn(OH)2] และสังกะสีคลอไรด์ (ZnCl2) ซึ่งมีสังกะสีไอออนบวกเหมือนกัน (Zn+2).
เป็นสิ่งสำคัญ เพื่อที่จะเข้าใจอิทธิพลที่สารละลายบัฟเฟอร์มีต่อการได้รับกรดหรือเบสแก่ ให้จำไว้ว่าเมื่อใดที่กรดและเบสถือว่าแรง:
→ การจัดอันดับฐานในแง่ของความแข็งแกร่ง
แข็งแกร่ง: เบสที่มีองค์ประกอบทางเคมีจากตระกูล IA (โลหะอัลคาไล) และ IIA (โลหะอัลคาไลน์เอิร์ท) ยกเว้นแมกนีเซียม
อ่อนแอ: เบสที่มีธาตุแมกนีเซียมและอื่น ๆ ตราบเท่าที่ไม่ได้อยู่ในตระกูล IA และ IIA
→ การจำแนกประเภทของ กรดเพื่อความแข็งแรง
ก) สำหรับไฮเดรต (กรดที่ปราศจากออกซิเจน):
แข็งแกร่ง: เฉพาะ HCl, HBr และ HI;
ปานกลาง: HF เท่านั้น;
อ่อนแอ: ไฮดรอกไซด์อื่นๆ
b) สำหรับออกซีแอซิด (กรดที่มีออกซิเจน):
แข็งแกร่ง: เมื่อลบจำนวนออกซิเจนด้วยจำนวนไฮโดรเจนเท่ากับหรือมากกว่า 2;
ปานกลาง: เมื่อลบจำนวนออกซิเจนด้วยจำนวนไฮโดรเจนเท่ากับ 1
อ่อนแอ: เมื่อลบจำนวนออกซิเจนด้วยจำนวนไฮโดรเจนเท่ากับหรือน้อยกว่า 0
อิทธิพลของการเพิ่มฐานที่แข็งแกร่งให้กับบัฟเฟอร์
เพื่ออธิบาย ให้ใช้ the สารละลายบัฟเฟอร์ เกิดจากซิงค์ไฮดรอกไซด์ [Zn(OH)2] และเกลือที่ละลายได้ของซิงค์คลอไรด์ (ZnCl2) ซึ่งจะได้รับเบสโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) ที่แรงในปริมาณเล็กน้อย ดูเครื่องชั่งที่มีอยู่ในโซลูชันบัฟเฟอร์นี้:
สมการสมดุลการแยกตัวออกจากฐาน
ยอดคงเหลือเลื่อนไปทางซ้ายเพราะฐานอ่อนแอ
สมการสมดุลการแยกตัวของเกลือ
อย่าเพิ่งหยุด... มีมากขึ้นหลังจากโฆษณา ;)
ความสมดุลเลื่อนไปทางขวาเพราะเกลือละลายได้
ฐานที่แข็งแกร่งมีความสมดุลดังต่อไปนี้:
สมการสมดุลการแยกตัวออกจากฐาน
ยอดคงเหลือเลื่อนไปทางขวาเพราะฐานแข็งแรง
ฐานที่แข็งแรงที่เพิ่มเข้ามาจะปล่อยไฮดรอกไซด์แอนไอออน (OH) ออกสู่น้ำ-) ซึ่งมีความสัมพันธ์สูงต่อสังกะสีไพเพอร์ (Zn+2) จากเกลือในสภาวะสมดุลที่สอง ความสัมพันธ์ระหว่างไฮดรอกไซด์และสังกะสีก่อให้เกิดซิงค์ไฮดรอกไซด์:
สมการการสร้างฐาน
ดังนั้น OH- ของเบสจะลดปริมาณสังกะสีในสมดุลที่สองและเพิ่มปริมาณของเบส [Zn(OH))2] ทำให้แตกตัวออกไปอีกและปล่อย Zn cations+2 ในสมดุลแรก เนื่องจากเราจะไม่มีการเปลี่ยนแปลงปริมาณของไฮดรอกไซด์ในตัวกลาง ค่า pH จึงไม่เปลี่ยนแปลง
อิทธิพลของการเพิ่มกรดแก่ลงในบัฟเฟอร์
เพื่ออธิบาย ลองใช้บัฟเฟอร์ที่เกิดจากซิงค์ไฮดรอกไซด์ [Zn(OH))2] และโดยเกลือที่ละลายได้ของซิงค์คลอไรด์ (ZnCl2) ซึ่งจะได้รับกรดไฮดริโอดิก (HI) ในปริมาณเล็กน้อย ซึ่งมีความแรง ดูยอดเงินคงเหลือในหมวก:
สมการสมดุลการแยกตัวออกจากฐาน
สมดุลเลื่อนไปทางซ้ายเพราะฐานอ่อนแอ
สมการสมดุลเกลือ
สมดุลเลื่อนไปทางขวาเพราะเกลือละลายได้
กรดแก่มีความสมดุลดังต่อไปนี้:
สมการสมดุลกรด
บาลานซ์ไปทางขวาเพราะกรดจะแรง
กรดที่เติมเข้าไปจะสร้างไฮโดรเนียมไอออนบวกในน้ำ (H+) ซึ่งมีความสัมพันธ์สูงกับไฮดรอกไซด์ไอออน (OH-) จากฐาน ความสัมพันธ์ระหว่างไฮโดรเนียมและไฮดรอกไซด์ก่อให้เกิดโมเลกุลของน้ำ:
สมการการเกิดน้ำ
ดังนั้น H+ ของกรดจะลดปริมาณของไฮดรอกไซด์ในสมดุลแรก เพิ่มการแยกตัวของเบส เนื่องจากเราจะไม่มีการเปลี่ยนแปลงปริมาณของไฮดรอกไซด์ในตัวกลาง ค่า pH จึงไม่เปลี่ยนแปลง
By Me. ดิโอโก้ โลเปส ดิอาส
คุณต้องการอ้างอิงข้อความนี้ในโรงเรียนหรืองานวิชาการหรือไม่ ดู:
DAYS ดิโอโก้ โลเปส "สารละลายบัฟเฟอร์คืออะไร"; โรงเรียนบราซิล. มีจำหน่ายใน: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-uma-solucao-tampao.htm. เข้าถึงเมื่อ 27 กรกฎาคม 2021.
