facebook-icon twitter-icon nk-icon youtube-icon

Bufory

Bufory

Roztwory buforowe to mieszanina słabego kwasu z solą tego kwasu lub słabej zasady z solą tej słabej zasady.

Mieszaniny takich związków charakteryzują się bardzo ciekawymi właściwościami, a mianowicie, potrafią opierać się zmianą pH nawet po dodaniu silnego kwasu czy zasady. Oczywiście to  nie jest tak, że można w nieskończoność dolewać silnego kwasu albo zasady do buforu, a on nadal będzie się opierał tym zmianom. Każdy bufor ma swoją pojemność, o której napiszę więcej później.

 
Do najbardziej popularnych buforów zaliczamy:

- bufor octanowy (CH3COOH+ CH3COONa)

- bufor amonowy  (NH3 * H2O i NH4Cl)

- bufor fosforanowy  (NaH2PO4 i Na2HPO4)


Zacznijmy od tego, że natura jako pierwsza znalazła do nich zastosowanie.

W naszych płynach ustrojowych znajdują się bufory. W jakim celu one tam są? Nie wiem czy zwróciłeś uwagę na lekcjach biologii, ale wzorcowe pH krwi powinno być na poziomie ok. 7,4. Dopuszczalne odchyłki od tej wartości są niewielkie. Np. jeśli pH spadnie do poziomu 6,9 , czyli raptem o 0,5 to już mówimy o chorobie (nazywa się ona kwasicą).  Jak więc to możliwe, że pH krwi utrzymuje się mniej więcej na stałym poziomie, a przecież my cały czas zakwaszamy nasz organizm czy to jedząc kiszone ogórki, czy pijąc herbatę z cytryną,  już nie mówiąc o produktach przemiany materii, które również mają odczyn kwaśny.

pH udaje się utrzymać na stałym poziomie dzięki buforom takim jak bufor wodorowęglanowy albo białczanowy. 

Bufory przez swoje właściwości znalazły również zastosowanie w przemyśle. Cały przemysł galwaniczny z nich korzysta. Utrzymywanie pH na stałym poziomie powoduje uzyskać powłoki galwaniczne wysokiej jakości (gładkie, dobrze przylegające do powierzchni i świecące).

Skoro one są  takie niezwykłe to warto poznać mechanizm ich działania. Omówię to na przykładzie buforu octanowego (jeśli chciałbyś poznać mechanizm działania buforu amonowego albo fosforanowego to zachęcam do odwiedzenia tego artykułu Równanie Hendersona-Hasselbalcha

 

Kwas octowy wprowadzony do wody zaczyna dysocjować. Napiszmy tę reakcję:

 

CH3COOH< -- > CH3COO- + H+

 

Ze względu na to, że jest to słaby kwas to nie dysocjuje on w 100%. Niewielka ilość tego kwasu dysocjuje (rozpada się na jony) a reszta nie. W takim roztworze tworzy się równowaga między tym co zdysocjowało a tym co nie zdysocjowało (właśnie dlatego w reakcji powyżej jest strzałka z 2 grotami < -- >).

Teraz przypomnij sobie regułę przekory, która mówi o tym, że jeśli na reakcję, która znajduje się w równowadze, działa pewnym czynnikiem zewnętrznym, to ta reakcja robi wszystko aby tym czynnikom przeciwdziałać.

Teraz odnieśy to do reakcji dysocjacji kwasu octowego. Jeśli do tej reakcji dodamy jonów H+ (po prostu wprowadzimy do układu jakiś kwas np. HCl), który dostarczy protony to reakcje będzie przeciwdziałała nadmiarom jonów H+ jakie znajdą się po prawej stronie tej reakcji i równowaga przesunie się w stronę kwasu octowego. Po prostu te nadmiarowe jony połączą się z jonami octanowymi (CH3COO-) dając kwas, czyli to co jest po lewej stronie reakcji. J

ak sam widzisz dodanie kwasu do takiej reakcji powoduje przesuwanie równowagi reakcji w lewo tak , żeby związać jony H+. Takie blokowanie jonów H+ blokuje zmiany pH, a więc mamy do czynienia z buforem. Po co w takim razie do kwasu octowego dodawać jeszcze soli CH3COONa? A no dlatego, że kwas octowy dysocjuje w bardzo małym stopniu. Tak więc z dysocjacji tego kwasu mamy bardzo mało jonów octanowych (CH3COO-), które są niezbędne do "łączenia się" z nadmiarowymi jonami H+. przez co taki bufor bardzo szybko by się wyczerpał. Właśnie dlatego do takiego układu dodajemy jeszcze sól CH3COONa, która jest magazynem jonów CH3COO-

 

CH3COONa -->CH3COO-+H+  

 

Zapraszam do mojego kursu. Jest to olbrzymie kompendium wiedzy odnoście buforów. Znajdziesz tutaj świetnie omówioną teorię oraz dużą ilość rozwiązanych zadań BUFORY

 


Powiązane wpisy:


Kategoria: PRAWA CHEMICZNE

Dodaj komentarz

Lista komentarzy