Tampon Çözeltilerin Özellikleri, Hazırlanması ve Örnekleri

tampon çözeltileri veya tamponlar, H iyonları nedeniyle pH değişikliklerini azaltabilenlerdir.₃Ey⁺ ve OH^-. Bunların yokluğunda, bazı sistemler (fizyolojik gibi) bozulmaktadır, çünkü bileşenleri pH'deki ani değişikliklere karşı çok hassastır.

Otomobillerdeki amortisörlerin hareketlerinin neden olduğu etkiyi azaltması gibi, tamponlar da aynısını yapar, fakat çözümün asitliği veya temelliği ile. Dahası, tampon çözeltiler verimli oldukları belirli bir pH aralığını belirler.

Aksi takdirde, H iyonları₃Ey⁺ çözeltiyi asitleştirin (pH, 6'nın altındaki değerlere düşer), reaksiyonun performansında olası bir değişikliğe neden olur. Aynı örnek, temel pH değerleri için de geçerlidir, yani 7'den büyük.

indeks

• 1 özellikleri
  • 1.1 Kompozisyon
  • 1.2 Hem asitleri hem de bazları nötralize edin
  • 1.3 Verimlilik
• 2 Hazırlık
• 3 Örnekler
• 4 Kaynakça

özellikleri

bileşim

Temel olarak bir asit (HA) veya zayıf bir bazdan (B) ve baz veya asit konjugatlarının tuzlarından oluşur. Sonuç olarak, iki tür vardır: asit tamponları ve alkalin tamponları.

Asit tamponları HA / A çiftine karşılık gelir^-, nerede bir^- Zayıf asit HA'nın eşlenik tabanıdır ve Na ile iyon -şekesiyle etkileşime girer.⁺- sodyum tuzları oluşturmak için. Bu şekilde, çift potasyum veya kalsiyum tuzları da olabilmesine rağmen HA / NaA olarak kalır..

Zayıf asit HA'dan türetildiğinde, aşağıdaki denkleme göre asit pH aralıklarını (7'den az) nemlendirir:

HA + OH^- => A^- + 'H₂Ey

Bununla birlikte, zayıf bir asit olarak, konjugat bazı, tüketilen HA'nın bir kısmını yeniden oluşturmak için kısmen hidrolize edilir:

bir^- + 'H₂Ey <=> HA + OH^-

Öte yandan, alkalin tamponlar B / HB çiftinden oluşur.⁺, nerede HB⁺ Zayıf bazın eşlenik asididir. Genellikle, HB⁺ çifti B / HBCl olarak bırakarak klorür iyonlarıyla tuzlar oluşturur. Bu tamponlar bazik pH aralıklarını tamponlar (7'den büyük):

B + H₃Ey⁺ => HB⁺ + 'H₂Ey

Ve yine, HB⁺ tüketilen B'nin bir kısmını yeniden oluşturmak için kısmen hidrolize edilebilir:

HB⁺ + 'H₂Ey <=> B + H₃Ey⁺

Hem asitleri hem de bazları nötralize edin

Asit tamponları pH asitlerini ve alkali pH tamponlarını tamponlarken, her ikisi de H iyonlarıyla reaksiyona girebilir₃Ey⁺ ve OH^- bu kimyasal denklem serileri sayesinde:

bir^- + 'H₃Ey⁺ => HA + H₂Ey

HB⁺ + OH^- => B + H₂Ey

Bu şekilde, HA / A çifti durumunda^-, HA, OH iyonlarıyla reaksiyona girer^-, iken^- -eşlenik tabanı - H ile reaksiyona girer₃Ey⁺. B / HB çiftine gelince⁺, B, H iyonlarıyla reaksiyona girer₃Ey⁺, HB⁺ -konjuge asit - OH ile^-.

Bu, hem tampon çözeltilerin hem asidik hem de bazik türleri nötralize etmesine izin verir. Yukarıdakilerin sonucu, örneğin, OH mollerinin sabit ilavesi^-, pH varyasyonundaki azalma (ΔpH):

Üstteki görüntü, pH’ın güçlü bir bazla (OH donörü) tamponlanmasını gösterir.^-).

Başlangıçta pH, HA varlığından dolayı asittir. Güçlü baz eklendiğinde, ilk A molü oluşur.^- ve arabellek etkili olmaya başlar.

Bununla birlikte, eğimin daha az dik olduğu bir eğri alanı vardır; sönümün daha verimli olduğu yerdir (mavimsi çerçeve)..

verim

Tampon verimi kavramını anlamanın birkaç yolu vardır. Bunlardan biri, pH eğrisinin baz hacime karşı ikinci türevini belirlemek ve minimum değer için V'yi temizleyen, Veq / 2'dir..

Veq, denklem noktasındaki hacimdir; bu, tüm asidi nötralize etmek için gereken baz hacimdir..

Bunu anlamanın bir başka yolu da ünlü Henderson-Hasselbalch denkleminden geçer:

pH = pK_için + log ([B] / [A])

Burada B, baz, A asidi ve pK'yi belirtir._için Asitlik sabitinin en düşük logaritmasıdır. Bu eşitlik hem asidik HA türleri hem de konjuge asit HB için geçerlidir.⁺.

[A], [B] 'ye göre çok büyükse, log () pK'den çıkartılan çok negatif bir değer alır._için. Aksine [A] [B] 'ye göre çok küçükse, log () değeri pK’ya ekleyen çok pozitif bir değer alır._için. Bununla birlikte, [A] = [B] olduğunda, log () 0 olur ve pH = pK_için.

Yukarıdakilerin hepsi ne anlama geliyor? ΔpH'nin denklem için düşünülen uçlarda daha büyük, pK'ye eşit bir pH ile daha küçük olacağı_için; ve pK olarak_için her asidin karakteristiği olup, bu değer pK aralığını belirler_için± 1.

Bu aralıktaki pH değerleri, tamponun daha verimli olduğu değerlerdir..

hazırlık

Bir tampon çözelti hazırlamak için aşağıdaki adımları aklınızda bulundurmanız gerekir:

- İstenilen pH değerini ve bu nedenle, reaksiyon veya proses sırasında mümkün olduğu kadar sabit kalmasını istediğinizi bilin.

- PH değerini bilerek tüm zayıf asitleri ararız,_için bu değere yakın.

- HA türleri seçildikten ve tamponun konsantrasyonu hesaplandıktan sonra (nötralize etmek için ne kadar baz veya asidin gerekli olduğuna bağlı olarak), gerekli miktarda sodyum tuzu tartılır.

Örnekler

Asetik asitin bir pK'si var._için 4,75, CH₃COOH; Bu nedenle, bu asit ve sodyum asetatın bir miktarının bir karışımı, CH₃COONa, pH aralığında (3.75-5.75) etkili bir şekilde emen bir tampon oluşturur..

Monoprotik asitlerin diğer örnekleri benzoik asitlerdir (C₆'H₅COOH) ve formik (HCOOH). Bunların her biri için pK değerleri_için bunlar 4.18 ve 3.68'dir; Bu nedenle, daha yüksek tamponlama pH aralıkları (3.18-5.18) ve (2.68-4.68).

Öte yandan, fosforik (H gibi) poliprotik asitler₃PO₄) ve karbonik (H₂CO₃) pek çok pK değerine sahip_için protonların serbest bırakabileceği gibi. Yani, H₃PO₄ Üç pK var_için (2.12, 7.21 ve 12.67) ve H₂CO₃ iki (6,352 ve 10,329).

Çözeltide pH 3'ü korumak istiyorsanız, HCOONa / HCOOH tamponu (pK) arasında seçim yapabilirsiniz._için= 3.68) ve NaH₂PO₄/ H₃PO₄ (pKa_için= 2.12).

Formik asidin birinci tamponu, pH 3'e fosforik asit tamponundan daha yakındır; Bu nedenle, HCOONa / HCOOH, pH 3'te NaH'den daha iyi nemlenir₂PO₄/ H₃PO₄.

referanslar

1. Gün, R., & Underwood, A. Kantitatif Analitik Kimya (beşinci baskı). PEARSON Prentice Hall, s. 188-194.
2. Avşar Aras. (20 Nisan 2013). Mini Şoklar 9 Mayıs 2018’de, commons.wikimedia.org adresinden alındı.
3. Vikipedi. (2018). Tampon çözeltisi. 9 Mayıs 2018'de, en.wikipedia.org adresinden alındı.
4. Doç. Lubomir Makedonski, PhD. [Dok.]. Tampon çözümleri. Varna Tıp Üniversitesi.
5. Chem Collective. Tampon öğreticiler. Chemcollective.org adresinden 9 Mayıs 2018 tarihinde alındı.
6. askIITians. (2018). Tampon Çözümü. 9 Mayıs 2018'de, askiitians.com sitesinden alındı.
7. Quimicas.net (2018). Amortisör, Tampon veya Tampon Çözeltilerine Örnekler. Quimicas.net adresinden 9 Mayıs 2018 tarihinde alındı