Buffer rešitve: priprava in uporaba

Buffer rešitve so rešitve, ki vsebujejo varovalni sistemi. Buffer sistemi so mešanice, ki vsebujejo določeno količinsko razmerje šibkih kislin in njihovih soli z močnimi bazami ali šibkimi bazami in njihovih soli z močne kisline. Takšne raztopine imajo stabilno koncentracijo H + ionov, kadar jih razredčimo z nevtralnim topilom (vodo) in jim dodamo določeno količino močnih kislin ali baz.

Buffer rešitve najdemo v vodah svetovnih oceanov, talnih raztopin in živih organizmov. Ti sistemi služijo kot regulatorji, ki podpirajo aktivno reakcijo medija pri določeni vrednosti, ki je potrebna za uspešen potek presnovnih reakcij. Bufferjeve raztopine so razvrščene v kisle in bazične. Primer prvega je lahko acetatni puferski sistem, drugi - amonij. Obstajajo naravne in umetne puferske rešitve. Naravna puferna raztopina je kri, ki vsebuje hidrokarbonatne, fosfatne, proteinske, hemoglobinske in kisle pufrske sisteme. Umetna puferska raztopina je acetatni pufer, ki sestoji iz CH3COOH.

Značilnosti notranje sestave in mehanizma varovalnih sistemov bodo obravnavane na primeru acetatnega puferskega sistema: acetatna kislina / natrijev acetat. V vodnem mediju se podvržejo komponente varovalnega sistema elektrolitska disociacija.Natrijev acetat saj sol šibke kisline in močne baze popolnoma odstopa v ione. Prisotnost anionov v takšni puferski mešanici je odvisna od koncentracije soli v njej in stopnje njegove disociacije. Koncentracija H + ionov v pufrskem sistemu je neposredno sorazmerna koncentraciji kisline v njej in je obratno sorazmerna z vsebnostjo kislinske soli v njej.

Tako je koncentracija H + ionov v glavnem pufru neposredno sorazmerna koncentraciji soli v njej in obratno sorazmerna koncentraciji baze.

V laboratorijski praksi se uporabljajo puferske raztopine z znanimi pH vrednostmi. Tako pripravimo puferske raztopine z uporabo raztopine šibke kisline in njegove soli z močno bazo ali šibko bazo in njeno soljo z močno kislino. Potem, spreminjanje kvantitativnih razmerij komponent, proizvedemo puferske raztopine z določeno pH vrednostjo. Nekateri se zanimajo, kako se rešuje.

Na primer, treba je pripraviti acetatni pufer z več pH vrednostmi. Na začetku pripravimo 5M raztopine acetata in natrijevega acetata. Za pripravo prve raztopine vzamemo 50 ml vsake komponente. Vodimo s formulo, določimo koncentracijo H + ionov v nastali raztopini.

Za naslednjo pufrsko raztopino vzamemo 80 ml kisle raztopine in 20 ml pripravljene solne raztopine. Obstajajo številni recepti za različne rešitve pufra, ki se uporabljajo v kemični analizi in laboratorijski praksi.

Za puferske rešitve so značilne nekatere lastnosti. Ti vključujejo, prvič, pufranje - zmožnost ohranjanja konstantne koncentracije H + ionov, ko dodamo določeno količino močne kisline ali močne baze v pufersko raztopino. Če na primer v acetatni pufer dodamo majhno količino kloridne kisline, se pH ne bo premaknil na kislinsko stran, ker bo kloridna kislina reagirala z izmenično soljo s šibko kislinsko soljo. Kot posledica reakcije močna kislina, ki lahko premakne pH na kislino, se nadomesti s šibko kislino in nevtralno soljo. Stopnja disociacije raztopina šibkega elektrolita z naraščajočo koncentracijo se zmanjša, se nagiba na nič, pH pa ne pride.