สารละลายบัฟเฟอร์คืออะไร? การใช้บัฟเฟอร์โซลูชั่น

หนึ่ง สารละลายบัฟเฟอร์ เป็นส่วนผสมที่ใช้ป้องกันไม่ให้ pH หรือ pOH ของตัวกลางเปลี่ยนแปลงเมื่อเติมกรดแก่หรือด่างแก่

สารละลายบัฟเฟอร์มีสองประเภท:

1. ส่วนผสมของกรดอ่อนกับเบสคอนจูเกต

2. ส่วนผสมของเบสอ่อนกับกรดคอนจูเกต

มาดูตัวอย่างกันและวิธีการทำงานเมื่อเติมกรดหรือเบสแก่ในปริมาณเล็กน้อยลงในสื่อ:

1. ส่วนผสมของกรดอ่อนกับเบสคอนจูเกต:

ในการสร้างสารละลายดังกล่าว กรดอ่อนจะผสมกับเกลือที่มีประจุลบเดียวกันกับกรด

ตัวอย่างเช่น พิจารณาสารละลายบัฟเฟอร์ที่ประกอบด้วยกรดอะซิติก (H₃CCOOH_{(ที่นี่)}) และโซเดียมอะซิเตท (H₃CCOONa_(ส)). เห็นว่าทั้งคู่มีประจุลบอะซิเตท: (H₃CCOO^-_{(ที่นี่)}). ความเข้มข้นของไอออนเหล่านี้เกิดจากการแยกตัวของเกลือซึ่งมีขนาดใหญ่ กรดไอออไนซ์มีขนาดเล็ก

ตอนนี้ให้สังเกตว่าเกิดอะไรขึ้นในความเป็นไปได้เพิ่มเติมต่อไปนี้:

• การเติมกรดแก่จำนวนเล็กน้อย:

การเติมกรดแก่จะเพิ่มความเข้มข้นของไฮโดรเนียมไอออน H₃โอ⁺¹และเนื่องจากกรดอะซิติกเป็นกรดอ่อน แอนไอออนอะซิเตตจึงมีสัมพรรคภาพสูงสำหรับโปรตอน (H⁺) ไฮโดรเนียม ด้วยวิธีนี้ พวกมันจะทำปฏิกิริยาและเกิดกรดอะซิติกมากขึ้น:

เป็นผลให้ค่า pH ของตัวกลางไม่เปลี่ยนแปลง อย่างไรก็ตาม หากเติมกรดที่แรงมากขึ้นเรื่อยๆ เวลาจะมาถึงเมื่อประจุลบของอะซิเตตจะหมดลงและผลของบัฟเฟอร์จะหยุดลง

• เพิ่มฐานที่แข็งแกร่งจำนวนเล็กน้อย:

การเติมเบสแก่จะเพิ่มความเข้มข้นของไอออน OH^-. แต่ไอออนเหล่านี้ถูกทำให้เป็นกลางโดยไอออน H₃โอ⁺¹ ถูกปล่อยออกมาจากการแตกตัวเป็นไอออนของกรดอะซิติก:

ด้วยปฏิกิริยานี้ความเข้มข้นของ H ไอออน₃โอ⁺¹_{(ที่นี่)} จะลดลงและจะมีการเปลี่ยนแปลงในสมดุลในแง่ของการเพิ่มกรดไอออไนซ์ ดังนั้นความแปรผันของ pH ของสารละลายจะมีขนาดเล็กมาก ความเข้มข้นของไอออน H₃โอ⁺¹_{(ที่นี่)} มันจะคงที่ในทางปฏิบัติ

อย่าเพิ่งหยุด... มีมากขึ้นหลังจากโฆษณา ;)

ในกรณีนี้ยังมีขีดจำกัดความจุ ดังนั้น หากเราเติมเบสมากขึ้นเรื่อยๆ ความสมดุลของกรดไอออไนซ์ก็จะเปลี่ยนไปเป็นไอออไนซ์มากขึ้นเรื่อยๆ จนกว่ากรดจะหมดไป

2. ส่วนผสมของเบสอ่อนกับกรดคอนจูเกต:

สารละลายบัฟเฟอร์ประเภทนี้ประกอบด้วยเบสอ่อนและสารละลายเกลือที่มีไอออนบวกเดียวกันกับเบส

ตัวอย่างเช่น พิจารณาสารละลายบัฟเฟอร์ที่เกิดจากแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ MgOH_2(aq) (เบสอ่อน) และแมกนีเซียมคลอไรด์ MgCl_2(s) (เกลือ). ทั้งสองมีแมกนีเซียมไอออนบวก (Mg²⁺_{(ที่นี่)}). ไอออนของแมกนีเซียมที่มีอยู่ในตัวกลางนั้นเกือบทั้งหมดได้มาจากการแยกตัวของเกลือ เนื่องจากการแยกตัวของเบสนั้นอ่อน:

• การเติมกรดแก่จำนวนเล็กน้อย:

ในกรณีนี้ ไอออน H₃โอ⁺¹ จากการเติมกรดแก่จะทำให้เป็นกลางโดย OH ไอออน^-มาจากการแตกตัวของเบสที่อ่อนแอ สิ่งนี้จะเปลี่ยนความสมดุลของการแยกฐานไปทางขวา

ดังนั้นค่า pH ที่แปรผัน (ถ้ามี) จะน้อยมาก เนื่องจากความเข้มข้นของ OH ions^- คงที่ เอฟเฟกต์บัฟเฟอร์จะหยุดเมื่อแยกฐานทั้งหมดออก

• เพิ่มฐานที่แข็งแกร่งจำนวนเล็กน้อย:

ฐานที่แข็งแรงเพิ่มผ่านการแยกตัวออกโดยปล่อย OH ไอออน^-. เนื่องจากแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์เป็นเบสที่อ่อนแอ แมกนีเซียมที่ปล่อยออกมาจากการแยกตัวออกจากเกลือจะมีแนวโน้มที่จะทำปฏิกิริยากับ OH มากขึ้น^-:

ดังนั้นการเพิ่มขึ้นของ OH ไอออน^- ถูกชดเชยด้วยการเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนใน Mg(OH)_2(aq). เป็นผลให้ค่า pH ไม่ได้รับการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญ

เอฟเฟกต์นี้จะสิ้นสุดลงเมื่อบริโภคแมกนีเซียมไอออนบวกทั้งหมด

โดย เจนนิเฟอร์ โฟกาซา
จบเคมี

คุณต้องการอ้างอิงข้อความนี้ในโรงเรียนหรืองานวิชาการหรือไม่ ดู:

โฟกาซ่า, เจนนิเฟอร์ โรชา วาร์กัส "สารละลายบัฟเฟอร์คืออะไร"; โรงเรียนบราซิล. มีจำหน่ายใน: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/o-que-uma-solucao-tampao.htm. เข้าถึงเมื่อ 28 มิถุนายน 2021.

สารละลาย

โซลูชั่น โซลูชั่นที่เป็นของแข็ง สารละลายของเหลว สารละลายแก๊ส สารละลายที่เกิดจากแก๊สและของเหลว สารละลายที่เกิดจากของเหลว