Буферний розчин це однорідна суміш, яка не змінює рН або рОН при додаванні до цієї суміші невеликих кількостей сильної кислоти або сильної основи. Однак суміш не змінює pH або pOH тільки в тому випадку, якщо вона представляє одну з двох композицій, наведених нижче:
Вилка кислота (рН менше 7):
Він містить слабку кислоту, змішану з a сіль розчинні, що мають той самий аніон, наприклад синильна кислота (HCN) і ціанід калію (KCN), які мають той самий аніон ціаніду (CN).
Базовий буфер (рН більше 7):
База слабко змішаний із сіллю, яка має той самий катіон, наприклад гідроксид цинку [Zn(OH)2] і хлорид цинку (ZnCl2), які мають однаковий катіон цинку (Zn+2).
Для того щоб зрозуміти вплив буферного розчину на отримання сильної кислоти або основи, важливо пам’ятати, коли кислоти та основи вважаються сильними:
→ Рейтинг баз за силою
сильний: основи з хімічними елементами з сімейств IA (лужні метали) і IIA (лужноземельні метали), за винятком магнію;
слабкий: основи, які мають елемент магній та інший, якщо він не належить до сімейств IA та IIA.
→ Класифікація кислота для міцності
а) Для гідратів (безкисневих кислот):
сильний: тільки HCl, HBr і HI;
помірно: тільки ВЧ;
слабкий: будь-який інший гідроксид.
b) Для оксикислот (кислот з киснем):
сильний: коли віднімання кількості кисню на кількість водню дорівнює або більше 2;
помірно: коли віднімання числа киснів на кількість водню дорівнює 1;
слабкий: коли віднімання кількості кисню на кількість водню дорівнює або менше 0.
Вплив додавання міцної основи в буфер
Щоб пояснити, скористаємося буферний розчин утворений гідроксидом цинку [Zn(OH)2] і розчинну сіль хлориду цинку (ZnCl2), який отримає невелику кількість сильної основи гідроксиду натрію (NaOH). Дивіться залишки, присутні в цьому буферному розчині:
Базове рівняння рівноваги дисоціації
Баланс зміщується вліво, тому що основа слабка.
Рівняння рівноваги дисоціації солі
Не зупиняйся зараз... Після реклами ще більше ;)
Баланс зміщується вправо, оскільки сіль розчинна.
Сильна база має наступний баланс:
Базове рівняння рівноваги дисоціації
Баланс зміщується вправо, тому що основа міцна.
Додана сильна основа вивільняє гідроксид-аніон (ОН) у воду-), який має високу спорідненість до катіонів цинку (Zn+2) із солі у другій рівновазі. Зв'язок між гідроксидом і цинком утворює гідроксид цинку:
рівняння формування основи
Отже, OH- підстави зменшує кількість цинку в другій рівновазі і збільшує кількість основи [Zn(OH)2], змушуючи його далі дисоціювати і вивільняти катіони Zn+2 у першій рівновазі. Оскільки кількість гідроксиду в середовищі не буде змінюватися, рН не змінюється.
Вплив додавання сильної кислоти до буфера
Щоб пояснити, скористаємося буфером, утвореним гідроксидом цинку [Zn(OH)2] і розчинною сіллю хлориду цинку (ZnCl2), який отримає невелику кількість ріодистоводородної кислоти (HI), яка є сильною. Дивіться залишки, присутні в шапкі:
Базове рівняння рівноваги дисоціації
Баланс зміщений вліво, тому що основа слабка.
рівняння сольового балансу
Баланс зміщений вправо, оскільки сіль розчинна.
Сильна кислота має наступний баланс:
Рівняння кислотного балансу
Баланс зміщений вправо, тому що кислота сильна.
Додана кислота утворює катіон гідронію у воді (H+), який має високу спорідненість до гідроксид-іонів (OH-) від основи. Асоціація між гідронієм і гідроксидом утворює молекулу води:
рівняння водоутворення
Отже, H+ кислоти зменшує кількість гідроксидів у першій рівновазі, збільшуючи дисоціацію основи. Оскільки кількість гідроксиду в середовищі не буде змінюватися, рН не змінюється.
Від мене Діого Лопес Діас
Чи хотіли б ви посилатися на цей текст у шкільній чи академічній роботі? Подивіться:
ДНІ, Діого Лопес. «Що таке буферний розчин?»; Бразильська школа. Доступний у: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-uma-solucao-tampao.htm. Доступ 27 липня 2021 року.
