Буферні розчини

Розчини, що містять слабку кислоту і сіль цієї кислоти з сильною основою (рН=4-7)

Розчини, що містять слабку основу і сіль цієї основи з сильною кислотою (рН=7-10)

Розчини, що містять солі багатоосновних слабких кислот рН=7,35-7,45

• СН₃СООН + СН₃СООNa

• NaНСО₃ + Н₂СО₃

• У водному розчині:

СН₃СООNa → СН₃СОО^- + Na⁺

NaНСО₃ → Na⁺ + НСО₃^-

(дисоціація солей)

Часткова дисоціація слабких кислот:

СН₃СООН +Н₂О ↔ СН₃СОО^- + Н₃О⁺

Н₂СО₃ + Н₂О↔НСО₃^- + Н₃О⁺

• При додаванні кислоти (Н₃О⁺):

рівновага зміщується ліворуч, відновлюється рН.

СН₃СОО^- + Н⁺↔СН₃СООН

• При додаванні кислоти (HCl):

Н₃О⁺ + НСО₃^-→Н₂СО₃ + Н₂О

(Надлишкова концентрація Н⁺ нейтралізується взаємодією з НСО₃^-).

Надлишок Н₂СО₃ гідролізується у присутності ферменту карбоангідрази:

Н₂СО₃↔ СО₂ + Н₂О

СО₂ вилучається через легені.

• NH₄OH + NH₄Cl

  • У водному розчині:

NH₄Cl→ NH₄⁺ + Cl^-

(повна дисоціація солі).

NH₄OH ↔ NH₄⁺ + ОН^-

(часткова дисоціація).

• При додаванні кислоти:

Н₃О⁺ + NН₃Н₂О → 2Н₂О + NН₄⁺

(нейтралізація кислоти іонами ОН^-, [ОН ^-]=const, рН=const

• При додаванні лугу:

рівновага при дисоціації аміаку зміщується ліворуч,

[ОН^-]=const

NH₄⁺ + ОН^-↔ NH₄OH

(ОН^- зв’язуються з іонами NH₄⁺, утвореними в результаті дисоціації солі, рН=const).

• Na₂HPO₄ + NaH₂PO₄

• У водному розчині:

Na₂HPO₄↔ 2Na⁺ + HPO₄^-

NaH₂PO₄↔ Na⁺ + H₂PO₄^-

Між гідрофосфат- і дигідрофосфат-іонами встано-влюється рівновага:

НРО₄^2- + Н₃О⁺ ↔Н₂РО₄^- + Н₂О

НРО₄^2- + Н₂О ↔Н₂РО₄^- + ОН^-

• При додаванні кислоти:

НРО₄^2- (аніон дуже слабкої кислоти, акцептор іонів Н₃О⁺)

зв’язує іони водню сильної кислоти з утворенням Н₂РО₄^-

НРО₄^2- + Н₃О⁺ →Н₂РО₄^- + Н₂О

• При додаванні лугу:

Н₂РО₄^- + ОН^-→ НРО₄^2- + Н₂О

• При додаванні лугу:

Н₃О⁺ + ОН^- → 2Н₂О

Нейтралізація іонами Н₃О⁺ гідроксид-іонів, рівновага в реакції дисоціації кислоти зміщується праворуч, рН-const

СН₃СООН + NaОН → СН₃СООNa + Н₂О.

При надходженні лужних продуктів – кисла частина буферної системи нейтралізує луг:

Н₂СО₃ + ОН^-→НСО₃^- + Н₂О

НСО₃^- ‑ виводиться нирками.

Висновки:

• Аніони, утворені в результаті повної дисоціації солі, повністю пригнічують дисоціацію слабкої кислоти.

• При додаванні сильної кислоти її водневі іони з’єднуються з аніонами слабкої кислоти з утворенням недисоційованих молекул кислоти (рН=const)

• При додаванні лугу: гідроксид-іони взаємодіють з іонами водню (або молекулами к-ти) з утворенням води (рН=const)

рН=рК_а + lg

Висновки:

• Катіони, утворені в результаті повної дисоціації солі, повністю пригнічують дисоціацію слабкої основи.

• При додаванні сильної кислоти її іони водню зв’язуються з слабкою основою з утворенням води, рН-const.

• При додаванні лугу його гідроксид-іони зв’язуються з катіонами слабкої основи з утворенням недисоційованих молекул основи, рН-const

рН=14 – рК_в + lg

Висновки:

• НРО₄^2- + Н⁺ОН^- → Н₂РО₄^- +ОН^-;

• При додаванні кислоти:

НРО₄^2- зв’язують іони Н⁺ (рівновага зміщується праворуч, утворюються Н₂РО₄^-);

• При додаванні лугу:

Н₂РО₄^- зв’язують іони ОН^- (рівновага зміщується ліворуч, утворюються НРО₄^2-).

рН = рКн₂ро₄^- ‑ lg