10. Какие растворы называются буферными растворами. Классификация буферных растворов. Механизм буферного действия.
Буферные растворы - способные к поддержанию постоянства рН при прибавлении к системе некоторых количеств кислот или щелочей.
По составу буферные растворы можно разделить на два типа.
Кислотный буфер состоят из двух компонентов – слабой кислоты и еѐ соли,
Основный буфер – из слабого основания и его соли
Такие смеси содержат большой резерв ионных и молекулярных частиц и поэтому обладают способностью поддерживать почти постоянным рН среды
.
Свойство растворов сохранять значение рН в определенных пределах при добавлении небольших количеств кислоты или щелочи называется буферным действием. Растворы, обладающие буферным действием, называются буферными смесями. Способность буферных смесей поддерживать практически постоянное значение рН раствора основана на том, что входящие в них компоненты связывают ионы Н+ и ОН-, вводимые в раствор или образующиеся в результате реакции, протекающей в этом растворе.
Механизм действия.
Кислотный. Рассмотрим его на примере ацетатного буфера: СН3СООН + СН3СООNa Высокая концентрация ацетат-ионов обусловлена полной диссоциацией сильного электролита – ацетата натрия, а уксусная кислота в присутствии одноименного аниона существует в растворе практически в неионизированном виде.
1. При добавлении небольшого количества хлороводородной кислоты, ионы Н+ связываются с имеющимся в растворе сопряженным основанием СН3СОО-в слабый электролит СН3СООН.
CH3COO‾ + H+↔CH3COOH
Количество СН3СООН увеличивается и по закону разбавления В. Оствальда степень диссоциации уменьшается. В результате этого концентрация ионов Н+ в буфере увеличивается, но очень незначительно. При добавлении кислоты к буферу рН определяется по формуле:
рН = рК + ℓg
2. При добавлении к буферу небольшого количества щелочи протекает реакция её с СН3СООН. Молекулы уксусной кислоты будут реагировать с гидроксид-ионами с образованием Н2О и СН3СОО‾:
CH3COOН + OH‾↔CH3COO‾ + H2O В результате этого щелочь заменяется эквивалентным количеством слабоосновной соли CH3COONa. Количество СН3СООН убывает и по закону разбавления В. Оствальда степень диссоциации увеличивается за счет потенциальной кислотности оставшихся недиссоциированных молекул СН3СООН. Следовательно, концентрация ионов Н+ практически не изменяется. При добавлении щелочи рН определяется по формуле:
рН = рК + ℓg
3. При разбавлении буфера рН также не меняется, т.к. константа диссоциации и соотношение компонентов при этом остаются неизменными.
Таким образом, рН буфера зависит от: константы диссоциации и соотношения концентрации компонентов. Чем эти величины больше, тем больше рН буфера
Основные. Механизм действия буферной системы рассмотрим на примере аммиачной буферной системы: NН4ОН (NН3 х Н2О) + NН4Сl. Гидроксид аммония - слабый электролит, в растворе частично диссоциирует на ионы.
1. При добавлении к раствору гидроксида аммония хлорида аммония, соль как сильный электролит практически полностью диссоциирует на ионы NН4С1 → NН4+ + Сl- и подавляет диссоциацию основания, равновесие которого смещается в сторону обратной реакции.
pOН = 14 - рH
2. При добавлении к аммиачной буферной смеси сильной кислоты, ионы Н+ будут связываться молекулами аммиака или гидроксида аммония, а не увеличивать концентрацию ионов Н+ и уменьшать рН раствора.
Буферное действие прекращается, как только одна из составных частей буферного раствора (сопряженное основание или сопряженная кислота) полностью израсходуется. По мере увеличения концентрации буферного раствора возрастает его способность сопротивляться изменению рН при добавлении кислот или щелочей.
Свойство растворов сохранять значение рН в определенных пределах при добавлении небольших количеств кислоты или щелочи называется буферным действием. Растворы, обладающие буферным действием, называются буферными смесями. Способность буферных смесей поддерживать практически постоянное значение рН раствора основана на том, что входящие в них компоненты связывают ионы Н+ и ОН-, вводимые в раствор или образующиеся в результате реакции, протекающей в этом растворе.
Кислотно-основное равновесие(КОР) - соотношение определенной концентрации ионов H+ и OH- а органах, тканях, жидкостях организма.