буфер rastvory.docx
Често при практическото научна работа ще трябва да се справят с решения на определена стойност на рН се поддържа постоянна при разреждане на разтвора и като добавят към нея на киселина или основа. Това ще бъде буферни разтвори. Защо е рН на човешка кръв и океанската вода са постоянни? Тъй като буфери!
Знаете ли, не се намира на израза "глупак", когато е имало реч за дейността на физически лица, организации и дори цели държави от изглаждане на конфликти в личния и обществения живот и в международните отношения?
Възможността да се поддържа определено разтвор рН буфериращо действие се нарича. и решенията, които имат този имот се наричат буфери.
Буферен капацитет на буферния разтвор се измерва. т.е. количеството основа или киселина, необходим за увеличаване на един литър разтвор на стойността на рН се променя с една.
В титруването на силната киселина със силна база разтвор буфериращ ефект се проявява само при много ниски и много високи стойности на рН. Най-малкият буферния резервоар има решение в точката на еквивалентност. Към този разтвор е достатъчно да се добави една капка на киселина или основа, че рН на разтвора се промени рязко. Въпреки това, на практика химичният често е необходимо да има стабилен разтвор с рН близо до неутрално.
Важно свойство на буферни разтвори е тяхната способност да се поддържа постоянно рН при разреждане на разтвора. Разтвори на киселина и основа, не може да се нарече буферни разтвори, както при разреждане с вода рН на промените в разтвор. Ако 0.1 М разтвор на солна киселина, разредена с вода до 10 пъти, като рН на разтвора се промени.
Най-ефективните буферни разтвори се получават от разтвори от слаба киселина и нейната сол или слаба основа и нейната сол. Ацетатните буферът е оцетна киселина CH 3 COOH и COO NaSN3 натриев ацетат. Амонячен буферен разтвор е разтвор на амониев хидроксид NH4 ОН и на NH4CI амониев хлорид.
Действието на буфериране на такива разтвори се основава на следните процеси. Ако ацетат буферен разтвор [CH 3 COOH + NaSN3 COO] добави в буферен резервоар алкален разтвор (NaOH или КОН), това ще се случи хидроксид неутрализация на слаба киселина:
При добавяне към ацетатен буфер разтвор на силна киселина водородни йони се свързват аниони на солите слаби киселини, образувани по време на дисоциация:
По този начин, свързването на хидроксидни йони или водородни йони, получени чрез прибавяне на силна база или силна киселина, рН остава почти непроменена буфер. По този начин, когато се прибавят към 1 л 0,1 М ацетатен буфер, и да се сравни и вода от 0,01 мола солна киселина или натриев хидроксид рН на разтворите е както е показано по-долу.
Буфери - фосфат [+] или карбонат [+] - са от голямо значение за активността на организми, като те поддържат постоянството на рН на физиологични течности. В допълнение към тези буферни разтвори рН на кръв и други телесни течности се поддържа постоянна благодарение на протеини и хемоглобин. В човешка кръв, рН е 7.35-7.45. 75% буферен капацитет на кръвта, причинени от хемоглобина. Тя е толкова голяма, че тя отнема 50 пъти по-силна киселина или основа, за промяна на рН от същото количество в сравнение с водата.
Наречен буферни разтвори, чието рН варира от почти прибавяне към него на малки количества силна киселина или основа и когато е разреден. Най-простият буферен разтвор - смес от слаба киселина и сол с тази киселина общ анион (например, смес от CH3COOH оцетна киселина и SN3SOONa натриев ацетат), или смес от слаба основа и сол с тази база общата катион (например, смес от амониев хидроксид NH4OH с амониев хлорид, разтвор на NH4CI).
От гледна точка на теория един протон буфериращи разтвори поради присъствието на алкално-киселинното равновесие на общия тип:
Vosnovanie + Н + и конюгатна киселина BH +
NAkislota М + Н + A-конюгат база
Конюгат киселина базови двойки Б / + БХ и А- / В наречените буферни системи.
Буферни разтвори играят важна роля в живота. Сред изключителни свойства на живите организми е тяхната способност да се поддържа постоянство на рН на биологични течности, тъкани и органи - на киселина-основа хомеостазата. Това постоянство се дължи на присъствието на няколко буферни системи, които са част от тези тъкани.
Класификация на буферни системи киселина-база. Буферни системи могат да бъдат на четири вида:
Слаба киселина и неговия анион А / С:
ацетатен буфер система SN3SOO- / CH3COOH в разтвор SN3SOONa и CH3COOH, рН обхват 3, 8-5 и 8.
Хидрогенкарбонат система HCO3- / Н2СО3 в разтвор на NaHCO 3 и Н2СО3, площта на неговото действие - рН 5, 4 - 7, 4.
Слабата основа и катион V / ВН +:
амониев буферна система NH3 / NH4 + NH3 в разтвор и разтвор на NH4CI,
неговия обхват - рН 8, 2 - 10 2.
Аниони на киселина и сол, или средната стойност на две киселина соли:
карбонатен буфер система SO32 / HCO3- в разтвор на NaHCO 3 и Na2CO3, обхвата му рН 9, 3-11, 3.
фосфатен буфер система NRO42- / N2RO4- Na2NRO4 в разтвор и NaN2RO4, обхвата му рН 6, 2-8, 2.
Тези сол буферни системи могат да се класифицират като тип 1, т. К. Един от солите на тези буферни системи функционира като слаба киселина. По този начин, във фосфатен буфер система N2RO4- анион е слаба киселина.
4. Йона и амфолити молекула. Те включват амино киселина и протеин буферни системи. Ако аминокиселини или протеини са в тяхната изоелектрична състояние (общият заряд на молекулата е равна на нула), разтворите на тези съединения не са буферирани. Те започват да показват буфер ефект, когато се прибавят към тях определено количество киселина или основа. След това част от протеин (аминокиселина) се променя от IES под формата на "киселинен протеин" или съответно във формата на "протеин база". В този случай, смес от двете форми на протеин: (R - макромолекулен протеин остатък)
а) слаба "киселинен протеин" + сол на слаба киселина:
R - Н + CH + N R - СН
Базовата конюгатна киселина AT
(Kiloty протеин G) (киселинно-протеин)
б) бедни "протеин база" + сол на слаба база:
R - ОН + СН N R - СНЗ + H2O
киселина BH + конюгат база B
(Protein-основна сол) (протеин база)
По този начин, този тип буферни системи могат да бъдат отнесени съответно към буферната система 1-ви и 2-ри тип.
механизъм буфериране може да бъде разбрано от примера на ацетатен буфер система SN3SOO- / CH3COOH, въз основа на действието, което е алкално-киселинното равновесие:
N SN3SOO- CH3COOH + Н +; (РКа = 4, 8)
Основният източник на ацетатни йони - силен електролит SN3SOONa:
SN3SOONa ® SN3SOO- + Na +
При добавяне свързана база на силна киселина SN3SOO- свързва добавки йони Н +, все слаба оцетна киселина:
SN3SOO- + Н + CH3COOH N
(Алкално-киселинното равновесие се измества наляво, съгласно Le Шателие)
Намаляването на концентрацията на аниони SN3SOO- точно базирана на увеличаване на концентрацията на CH3COOH молекули. Резултатът е малка промяна в съотношението на слаба киселина и нейната концентрация на сол, и следователно стойността на рН се променя незначително.
При добавяне на алкални протоните на оцетна киселина (резерв киселинност) се отделят и се неутрализира с добавки йони ОН-, свързването им с водните молекули:
CH3COOH + ОН + H2O N SN3SOO-
(Алкално-киселинното равновесие се измества надясно, според Le Шателие)
В този случай също така, има малка промяна в съотношението на слаба киселина и нейната солева концентрация и следователно малка промяна в рН. Намаляването на концентрацията на слаба киселина CH3COOH SN3SOO- точно базирана на увеличаване на концентрацията на аниони.
Подобно на механизма на действие и други буферни системи. Например, протеин буферен разтвор, образувана от киселина и солеви форми на протеин, добавяне на силната киселина, Н + йони се свързват с формата на протеин сол:
R - Н + CH + ® R - СН
Количеството на слаба киселина, когато се увеличава леко и солевата форма на протеина - еквивалентни намалява. Следователно, рН остава почти постоянна.
Чрез добавяне на алкален на този буферен разтвор, Н + йони, свързани с "протеин - киселина" се освобождават и се неутрализира с ОН йони на добавяне:
R - ОН + СН ® R - СНЗ + H2O
Количеството на формата на сол, където протеин увеличава леко и "протеин - киселини" - еквивалентни намалява. И така рН няма да се промени.
По този начин, по-горе система показва, че разтворът на буфериране се дължи на изместване на алкално-киселинното равновесие чрез свързване се добавят йони към разтвор на Н + и ОН- от реакцията на тези йони, и буфер системни компоненти за образуване на little- дисоциират продукти.
В основата на изчисление на буферни системи рН се намира право на маса действие на алкално-киселинното равновесие.
За буферна система тип 1, например, ацетат, концентрацията на Н + йони в разтвора лесно да се изчисли въз основа на постоянен киселина-база баланс на оцетна киселина:
Свързани статии