562358c3050000079756y6312989 n

Bufory pil

Roztwory buforowe znalazły szerokie zastosowanie w wielu dziedzinach chemii, odgrywają także ogromną rolę w funkcjonowaniu organizmów żywych. Są to roztwory mieszanin związków charakteryzujące się tym. że pomimo wprowadzania do nich niewielkich ilości mocnych kwasów czy zasad utrzymują praktycznie stałą wartość pH. Zasada działania bufom sprowadza się do wiązania wprowadzanych jonów łł>0‘ (z kwasu) czy OH (z zasady) w związki słabo /dysocjowane.

Klasyczne typy buforów są to mieszaniny:

•    słabego kwasu i soli tego kwasu z mocną zasadą, czyli zgodnie z teorią Brónsteda-Lowryego składają się ze słabego kwasu i sprzężonej z tym kwasem zasady np. bufor octanowy: Cl IjCOOH i CłljCOO

•    słabej zasady i soli tej zasady z mocnym kwasem, czyli według Brónsteda-Lowry’cgo składają się ze słabej zasady i sprzężonego z tą zasadą kwasu np. bufor amonowy: NU**,, i NU/

•    dwóch soli kwasu wieloprotonowego o ile wartości stałych dysocjacji dostatecznie się od siebie różnią, np. bufor fosforanowy IBPO., i II PO/' (w tym układzie jon: HjPOf pełni rolę kwasu anionowego, a HPOf sprzężonej z nim zasady)

Mechanizm działania buforu

Wprowadzamy do bufom niewielką ilość mocnego kwasu (jonów IIjO*):

•    Bufor octanowy

CHjCOO’ + HjO* -> HjO + CH>C(X)H

•    Bufor amonowy

NHj<^+ 11,0* ->HjO + NH/

•    Bufor fosforanowy

HPO/“ + HjO* -> HjO + IBPO/

We wszystkich roztworach buforowych jony H,0’ zostały związane w związek sialu) zdysocjowany: pil roztwom buforowego prawie nie uległo zmianie.

Wprowadzamy do bufom pewną ilość mocnej zasady (jonów OM >:

•    Bufor octanowy

CHjCOOH + OH -» MjO + CH,COO

•    Bufor amonowy

NH/ ♦ OH' -» H;0 + NH,

•    Bufor fosforanowy

H_:P0₄ + Oir -> HjO + HPO/

cd rodzaju składników outom juk i ou siosuiiku ijm jMoumwn.

Obliczanie pil buforu (równanie Hendersona - Hassclbacha):

Bufor lypu slaby kwas (IIX) i sprzężona z nim zasada (X')

A buforze lego lypu stan równowagi pomiędzy sprzężonymi składnikami bufom opisuje równanie: IIX tll,OoX rlljO*

Sula UystKjacji kwasu wynosi: K,

tX-HH_lO-)

lHXj

{H_;0| przyjmujemy jako praktycznie stałe, stąd: (1-1,0’) = K, •

[HX1 (X ]

pil

log (11,0'] log K,

[HX]

(X]

pil pK„ ♦

lO

ixj

równanie Hendersona • Hasselbaeha

gdzie: |)K, log K,

(IIX | stężenie słabego kwasu typu HX

(X | stężenie sprzężonej z kwasem HX zasady

Przykład 2.38.

Obliczyć pil buforu otrzymanego przez zmieszanie 100 cm' 0,5 mol/dm³ CłljCOOH x 900 cm¹ o, I mol/dm' ClliCOONa. K_OIjTOOM = 1.810*’

Rozwiązanie:

Stan równowagi |H>między sprzężonymi składnikami tego bufom opisuje równanie: CH,COOII * HjOoCIICOO + H,0* cryli: |HXJ c,

H.COO

(X | -c

bpi ,c'ooti 0.1 dm' -0.5 mol/dm³

V    (0.1 + 0,9)dm^ł

”< II ,<    0.9dm³ -0.1 mol/dm'

V

0,05 mol/dm³

I dm¹

0,09 mol/dm⁵

?o podstawieniu do lównaititi Hcndersona-I lasselbach a otrzymujemy:

4,99

pil

log 1,8 10 ⁵ t log° ^(W 4.74 + 0.25 ^ 0.05

Odpowiedz: pil wynosi 4,99

Butni typu slabu zasada (V) I sprzężony z nią kwas (YH)

» bufoi/e i.....typu tiiu ińwiiow.igi pomiędzy sprzę: onymi składnikami bufom opisuje

•ńwiumic Y • 11,0 o YIC • Oli