Buferiniai tirpalai: paruošimas ir naudojimas

Buferiniai tirpalai yra tirpalai, kuriuose yrabuferinės sistemos. Buferinės sistemos yra mišiniai, kuriuose yra tam tikras kiekybinis silpnų rūgščių ir jų druskos santykis su stipriomis bazėmis arba silpnomis bazėmis ir jų druskos su stipriomis rūgštimis. Tokie tirpalai pasižymi stabilia H + jonų koncentracija, praskiesti neutraliu tirpikliu (vandeniu) ir pridėti tam tikrą kiekį stiprių rūgščių ar bazių.

Buferiniai tirpalai randami pasaulio vandenysevandenynas, dirvožemio sprendimai ir gyvieji organizmai. Šios sistemos naudojamos kaip reguliatoriai, kurie palaiko aktyvią terpės reakciją tam tikra verte, reikalinga sėkmingam metabolinių reakcijų eigai. Buferiniai tirpalai klasifikuojami kaip rūgštiniai ir baziniai. Pirmojo pavyzdys gali būti acetato buferinė sistema, antra - amonio. Yra natūralūs ir dirbtiniai buferiniai tirpalai. Natūralus buferinis tirpalas yra kraujas, kuriame yra hidrokarbonato, fosfato, baltymo, hemoglobino ir rūgštinių buferinių sistemų. Dirbtinis buferinis tirpalas gali būti acetatinis buferis, susidedantis iš CH3COOH.

Vidinės sudėties ir mechanizmo savybėsMes apsvarstome buferinių sistemų veikimą, naudojant acetato buferinės sistemos pavyzdį: acetato rūgštį ir natrio acetatą. Vandeninėje terpėje buferinės sistemos komponentai yra elektrolitinės disociacijos. Natrio acetatas, kaip silpnosios rūgšties druska ir stipri bazė visiškai išsiskiria į jonus. Anijonų buvimas tokiame buferiniame mišinyje priklauso nuo jame esančios druskos koncentracijos ir jos disociacijos laipsnio. H + jonų koncentracija buferinėje sistemoje yra tiesiogiai proporcinga rūgšties koncentracijai ir yra atvirkščiai proporcinga joje esančios rūgšties druskos kiekiui.

Taigi H + jonų koncentracija pagrindiniame buferyje yra tiesiogiai proporcinga jame esančios druskos koncentracijai ir atvirkščiai proporcinga bazės koncentracijai.

Laboratorinėje praktikoje - buferinis tirpalastirpalai su žinomomis pH vertėmis. Taigi, buferinių tirpalų ruošimas atliekamas naudojant silpnosios rūgšties ir jo druskos tirpalus su stipriu baze arba silpna baze ir jos druska su stipriu rūgštimi. Tada, keičiant sudedamųjų dalių kiekybinius rodiklius, gaunami buferiniai tirpalai su tam tikra pH reikšme. Kai kurie suinteresuoti, kaip šis sprendimas bus priimtas.

Pavyzdžiui, jums reikia paruošti acetato buferįsu keliomis pH vertėmis. Iš pradžių paruoškite 5M acetato ir natrio acetato tirpalus. Norėdami paruošti pirmąjį tirpalą, paimkite 50 ml kiekvieno komponento. Vadovaujantis formulę, nustatoma H + jonų koncentracija gautame tirpale.

Kitu buferiniu tirpalu - 80 mlrūgšties tirpalas ir 20 ml anksčiau paruošto druskos tirpalo. Yra keletas receptų, skirtų įvairiems buferiniams tirpalams, naudojamiems cheminėse analizėse ir laboratorinėje praktikoje.

Dėl buferinių tirpalų, kaisavybės. Tai visų pirma yra buferizavimas - gebėjimas išlaikyti pastovią H + jonų koncentraciją, kai buferiniam tirpalui pridedant tam tikrą kiekį stiprios rūgšties arba stiprios bazės. Pavyzdžiui, jei į acetato buferį pridedamas nedidelis chlorido rūgšties kiekis, pH nebus perkeltas į rūgšties pusę, nes chloro rūgštis reaguos su valymo druska su silpna rūgšties druska. Dėl šios reakcijos stiprus rūgštis, galintis perkelti pH į rūgščią pusę, pakeičiamas silpna rūgštimi ir neutralia druska. Silpno elektrolito tirpalo disociacijos laipsnis mažėja didėjant koncentracijai, linkęs į nulį, o pH pasikeitimo nėra.