БУФЕРНІ ВЛАСТИВОСТІ РОЗЧИНІВ

Суміші, що складаються з слабкої кислоти і її солі з сильною основою або слабкої основи з сіллю сильної кислоти, мають здатність протидіяти змінам pH розчину при внесенні до нього деякої кількості кислот або підстав. Така властивість сумішей називається буферним, а розчини таких сумішей називають буферними розчинами. Відповідні кислотноосновного пари називають буферними системами.

У загальному вигляді буферна система в організмі є пов'язану кислотно-основну пару, що складається з донорів (АН, ВН + ) і акцепторів (В, А ") водневих іонів (протонів) - рівняння (2.3).

Для обчислення pH розчину, що містить суміш сполученої пари кислота - підстава, використовується рівняння Гендерсона - Гассельбаха:

яке зазвичай записують у вигляді

Рівняння (2.4) дозволяє:

  • а) обчислити значення р До а будь-який кислоти при даному pH (якщо відомо ставлення молярних концентрацій донора і акцептора протонів);
  • б) визначити значення pH сполученої кислотно-основної пари при даному молярної співвідношенні донора і акцептора протонів (якщо відома величина р До а )
  • в) розрахувати співвідношення між молярними концентраціями донора і акцептора протонів при будь-якому значенні pH (якщо відома величина р До а слабкої кислоти).

Здатність буферних розчинів зберігати сталість pH обмежена. Додавати кислоту і луг, істотно не змінюючи pH буферного розчину, можна лише в обмежених кількостях. Величину, що характеризує здатність буферного розчину протидіяти зсуву реакції середовища при додаванні кислот і лугів, називають буферною ємністю розчину ( В ). Остання вимірюється кількістю кислоти або лугу (в молях або ммоль еквівалента), додавання якого до 1 л буферного розчину змінює величину pH на одиницю. Математично це можна виразити таким чином:

буферна ємність по кислоті (моль / л)

буферна ємність по лугу (моль / л)

де V HA , V B - обсяги доданих кислоти (НА) або лугу (В) відповідно, л; п ^ / ДПА у п (/ г в) "кількість еквівалента кислоти або лугу, моль; З ^ / ДПА у С (/ 2 в) "молярні концентрації еквівалента кислоти або лугу; V 6p - обсяг буферного розчину, л; РНО, pH - значення pH буферного розчину до і після додавання кислоти або лугу; | рН - рН 0 1 - різниця pH.

Робоча ділянка буферної системи, т. Е. Здатність протидіяти зміні pH при додаванні кислот і лугів, має протяжність приблизно в одну одиницю pH. Інтервал pH = р К а ± 1 називається зоною буферного дії.

Залежність буферної ємності розчину (В) від pH для ацетатного буфера з сумарною концентрацією компонентів 2 моль / л

Мал. 2.3. Залежність буферної ємності розчину (В) від pH для ацетатного буфера з сумарною концентрацією компонентів 2 моль / л

Як випливає з визначення, буферна ємність розчину залежить від ряду факторів: а) чим більше кількість компонентів кислотно-основної пари, що визначають буферну систему, тим буферна ємність розчину вище; б) ніж співвідношення концентрацій компонентів буферного розчину ближче до одиниці, тим більше його буферна ємність.

На рис. 2.3 представлений типовий графік залежності буферної ємності від pH ацетатного розчину. Видно, що максимальна буферна ємність розчину відповідає pH = р К а = = 4,76. Як випливає з рівняння Ген- дерсона-Гассельбаха (2.4), pH = $ К а при Ссоль / Скісжпа = 1. Таким чином, максимальна буферна ємність досягається при рівних концентраціях компонентів буферної пари.

 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >