Obraz6 (53)

du buforowego i równoczesne wytwarzanie sprzężonego kwasu. Natomiast dodawanie mocnej zasady powoduje zużywanie się kwasu i zwiększanie się stężenia sprzężonej z nim zasady. W wyniku tych reakcji pH roztworu buforowego nie powinno się zmieniać więcej niż o jednostkę. W celu uzyskania takiego efektu trzeba dodać tym więcej mocnego kwasu, im bardziej stężony jest roztwór buforującej zasady, lub tym więcej mocnej zasady, im bardziej stężony jest roztwór buforującego kwasu.

Ilościową miarą odporności roztworu buforowego na dodatek mocnego kwasu lub mocnej zasady jest pojemność buforowa ({$) określona stosunkiem liczby moli mocnej zasady lub kwasu, które trzeba dodać do zmiany pH i wyrażona wzorem:

SB    <gl

gdzie:

dc - zmiana stężenia mocnej zasady lub mocnego kwasu w roztworze,

dpH - obserwowana zmiana wartości pH.

Wartość /Sjest zawsze dodatnia, gdyż jeśli dc_z > 0, to dpH > 0, czyli ze wzrostem stężenia zasady wzrasta pH. Jeżeli do roztworu wprowadzi się kwas, to stężenie zasady zmaleje, czyli dc_z< 0, to pH także zmaleje, więc dpH < 0 i wówczas /?> 0. Pojemność buforowa roztworu przyjmie wartość równą 1, jeśli w wyniku dodania do 1 dm³ roztworu zasady lub kwasu określonych iloczynem współczynnika równoważności i masy molowej wywoła zmianę pH o jednostkę. Przy czym współczynnik równoważności jest to stosunek liczby cząstek zawartych w określonej ilości reagenta do jego liczby protonów lub jonów wodorotlenowych, biorących udział w określonej reakcji.

Rysunek 4.2 ilustruje pojemność buforową układu 0,1 molowego kwasu octowego w zależności od zmiany wartości pH. Minima na wykresie odpowiadają czystemu kwasowi octowemu i octanowi sodu, natomiast maksima - równomolowemu roztworowi buforowemu, a ich wysokość jest zależna od całkowitego stężenia roztworu buforowego.

Rys. 4.2. Pojemność buforowa układu 0,1 M kwasu octowego w zależności od pH

W miarę wzrostu rozcieńczania maleje pojemność buforowa układu i roztwory buforowe utrzymują stałe pH tylko przy niezbyt niskich stężeniach.

Zakres działania buforu octanowego wynosi 3,5 - 6 w jednostkach pH. Maksimum pojemności buforowej przypada dla pH = 4,75, wtedy pH = pńfkwas octowy, a stężenia obu składników roztworu buforowego są równe, czyli [CH3COOH] = [CH₃COCT]. Zakres działania buforu amonowego (NH3/NH4CI) w jednostkach pH wynosi 8 — 11    — osiąga maksimum dla

pH = 9,24), a buforu fosforanowego (Na2HPO^H#@4): 5,5 - 8 (/) ma wartość maksymalną dla pH = 7,2).

109