- katangian
- Komposisyon
- Neutralisahin nila ang parehong mga acid at base
- Kahusayan
- Paghahanda
- Mga halimbawa
- Mga Sanggunian
Ang mga solusyon sa buffer o buffer ay ang mga maaaring mabawasan ang mga pagbabago sa pH dahil sa mga ion ng H 3 O + at OH - . Sa kawalan nito, ang ilang mga system (tulad ng mga pisyolohikal) ay napinsala, dahil ang kanilang mga sangkap ay napaka-sensitibo sa mga biglaang pagbabago sa ph.
Kung paanong ang mga sumisipsip ng shock sa mga sasakyan ay binabawasan ang epekto na sanhi ng kanilang paggalaw, ang mga buffer ay gumagawa ng parehong ngunit sa kaasiman o pagiging pangunahing solusyon. Bukod dito, ang mga buffer ay nagtatag ng isang tiyak na saklaw ng pH sa loob kung saan sila ay mabisa.
Kung hindi, ang H 3 O + ions ay mag-acidify ng solusyon (ang pH ay bumaba sa mga halaga sa ibaba 6), na nagreresulta sa isang posibleng pagbabago sa pagganap ng reaksyon. Ang parehong halimbawa ay maaaring mailapat para sa pangunahing mga halaga ng pH, iyon ay, mas malaki kaysa sa 7.
katangian
Komposisyon
Ang mga ito ay mahalagang binubuo ng isang acid (HA) o isang mahina na base (B), at mga asin ng kanilang conjugated base o acid. Dahil dito, mayroong dalawang uri: acid buffers at alkaline buffers.
Ang mga buffers ng acid ay tumutugma sa HA / A - pares , kung saan ang A - ay ang pangatlong base ng mahina acid HA at nakikipag-ugnay sa mga ions - tulad ng Na + - upang mabuo ang mga asing-gamot ng sodium. Sa ganitong paraan, ang pares ay nananatiling bilang HA / NaA, bagaman maaari din silang potasa o asing-gamot na calcium.
Galing mula sa mahina na acid HA, pinipigilan nito ang acidic na pH range (mas mababa sa 7) ayon sa sumusunod na equation:
HA + OH - => A - + H 2 O
Gayunpaman, bilang isang mahina na acid, ang base ng conjugate nito ay bahagyang hydrolyzed upang muling makabuo ng bahagi ng HA natupok:
A - + H 2 O <=> HA + OH -
Sa kabilang banda, ang mga alkalina na buffers ay binubuo ng pares ng B / HB + , kung saan ang HB + ay ang conjugated acid ng mahina na base. Karaniwan, ang HB + ay bumubuo ng mga asing-gamot na may mga i-klorida na ions, na iniiwan ang pares bilang B / HBCl. Ang mga buffer buffer basic pH range (mas malaki kaysa sa 7):
B + H 3 O + => HB + + H 2 O
At muli, ang HB + ay maaaring bahagyang hydrolyzed upang muling makabuo ng ilan sa mga B natupok:
HB + + H 2 O <=> B + H 3 O +
Neutralisahin nila ang parehong mga acid at base
Habang ang acidic buffers buffer acidic pH at alkaline buffer pH basic, pareho ang maaaring mag-reaksyon sa H 3 O + at OH - ions sa pamamagitan ng mga serye ng mga equation na kemikal:
A - + H 3 O + => HA + H 2 O
HB + + OH - => B + H 2 O
Kaya, sa kaso ng HA / A - pares , HA reacts sa OH - ions , habang A - -Nito conjugated base- reacts sa H 3 O + . Tulad ng para sa pares ng B / HB + , ang B ay tumugon sa mga H 3 O + ions , habang ang HB + - ang conjugated acid nito - kasama ang OH - .
Pinapayagan nito ang parehong buffers na neutralisahin ang parehong acidic at basic species. Ang resulta ng nasa itaas kumpara sa, halimbawa, ang patuloy na pagdaragdag ng mga moles ng OH - , ay ang pagbaba sa pagkakaiba-iba ng pH (ΔpH):
Ang imahe sa itaas ay nagpapakita ng pH buffer laban sa isang malakas na base (OH - donor ).
Sa una ang pH ay acidic dahil sa pagkakaroon ng HA. Kapag idinagdag ang malakas na base, ang mga unang moles ng A ay nabuo - at ang buffer ay nagsisimula na magkakabisa.
Gayunpaman, mayroong isang lugar ng curve kung saan ang slope ay hindi gaanong matarik; iyon ay, kung saan ang damping ay mas mahusay (bluish box).
Kahusayan
Mayroong maraming mga paraan upang maunawaan ang konsepto ng kahusayan sa pamamasa. Ang isa sa mga ito ay upang matukoy ang pangalawang derivative ng curve pH kumpara sa dami ng base, paglutas para sa V para sa minimum na halaga, na kung saan ay Veq / 2.
Ang Veq ay ang lakas ng tunog sa punto ng pagkakapareho; Ito ang dami ng base na kinakailangan upang neutralisahin ang lahat ng acid.
Ang isa pang paraan upang maunawaan ito ay sa pamamagitan ng sikat na Henderson-Hasselbalch equation:
pH = pK isang + log (/)
Narito ang B ay nagpapahiwatig ng base, A ang acid, at pK a ay ang pinakamaliit na logarithm ng pare-pareho ang acid. Ang ekwasyong ito ay nalalapat kapwa para sa mga acidic species HA, at para sa conjugated acid HB + .
Kung napakalaki nito na may paggalang, ang log () ay tumatagal ng isang napaka negatibong halaga, na kung saan ay ibabawas mula sa pK a . Kung, sa kabilang banda, napakaliit na may paggalang, ang halaga ng log () ay tumatagal ng isang napaka positibong halaga, na idinagdag sa pK a . Gayunpaman, kapag =, ang log () ay 0 at ang pH = pK a .
Ano ang ibig sabihin ng lahat ng nasa itaas? Na ang ΔpH ay magiging mas malaki sa mga labis na pagsasaalang-alang para sa equation, habang ito ay magiging minimum na may isang pH na katumbas ng pK a ; at bilang ang pK a ay katangian ng bawat acid, ang halaga na ito ay tinutukoy ang saklaw pK a ± 1.
Ang mga halaga ng pH sa loob ng saklaw na ito ay ang mga kung saan ang buffer ay pinaka-mahusay.
Paghahanda
Upang maghanda ng solusyon sa buffer, dapat tandaan ang mga sumusunod na hakbang:
- Alamin ang kinakailangang pH at, samakatuwid, ang nais mong mapanatili bilang palaging hangga't maaari sa panahon ng reaksyon o proseso.
- Alam ang pH, ang isa ay naghahanap para sa lahat ng mga mahina na asido, yaong ang pK a ay mas malapit sa halagang ito.
- Kapag napili ang mga species ng HA at kinakalkula ang konsentrasyon ng buffer (depende sa kung gaano karaming base o acid ang kailangang ma-neutralisado), ang kinakailangang halaga ng sodium salt ay timbang.
Mga halimbawa
Ang acid acid ay may isang pK a ng 4.75, CH 3 COOH; samakatuwid, isang halo ng tinukoy na halaga ng acid at sodium acetate, CH 3 COONa, ay bumubuo ng isang buffer na mahusay na buffers sa saklaw ng pH (3.75-5.75).
Ang iba pang mga halimbawa ng mga monoprotic acid ay benzoic (C 6 H 5 COOH) at mga formic (HCOOH) acid . Para sa bawat isa sa mga halagang ito ng pK a ay 4.18 at 3.68; samakatuwid, ang mga saklaw ng pH nito na may pinakamataas na buffering ay (3.18-5.18) at (2.68-4.68).
Bukod dito, ang mga polyprotic acid tulad ng phosphoric acid (H 3 PO 4 ) at carbon (H 2 CO 3 ) ay may maraming mga halaga ng pK na maaaring palayain ang proton. Sa gayon, ang H 3 PO 4 ay mayroong tatlong pK a (2.12, 7.21 at 12.67) at ang H 2 CO 3 ay mayroong dalawa (6.352 at 10.329).
Kung nais mong mapanatili ang isang pH ng 3 sa isang solusyon, maaari kang pumili sa pagitan ng mga buffers HCOONa / HCOOH (pK a = 3.68) at NaH 2 PO 4 / H 3 PO 4 (pK a = 2.12).
Ang unang buffer, na ng formic acid, ay mas malapit sa pH 3 kaysa sa posporus na acid buffer; samakatuwid, ang mga buffer ng HCOONa / HCOOH ay mas mahusay sa pH 3 kaysa sa NaH 2 PO 4 / H 3 PO 4 .
Mga Sanggunian
- Araw, R., & Underwood, A. Quantitative Analytical Chemistry (5th ed.). PEARSON Prentice Hall, p 188-194.
- Avsar Aras. (Abril 20, 2013). Mga Mini Shocks. Nakuha noong Mayo 9, 2018, mula sa: commons.wikimedia.org
- Wikipedia. (2018). Solusyon sa buffer. Nakuha noong Mayo 9, 2018, mula sa: en.wikipedia.org
- Assoc. Lubomir Makedonski, PhD. . Mga solusyon sa buffer. Medical University of Varna.
- Chem Collective. Mga tutorial sa buffer. Nakuha noong Mayo 9, 2018, mula sa: chemcollective.org
- nagtanong sa mgaIITians. (2018). Solusyon sa Buffer. Nakuha noong Mayo 9, 2018, mula sa: askiitians.com
- Quimicas.net (2018). Mga halimbawa ng Solusyon sa Buffer, Buffer o Buffer. Nakuha noong Mayo 9, 2018, mula sa: quimicas.net