Hva er Buffer Solutions Used På?

Nytten av buffere

Bufferløsninger er en av de viktigste typer av kjemisk reagens som brukes i kjemisk forskning, biologisk forskning og industri. Deres nytten stammer stort sett fra deres evne til å motstå endringer i pH. Hvis du har betalt oppmerksomhet i vitenskap klasse, kan du huske at pH er en enhet av en løsning surhet. For formålet med denne diskusjonen, kan surhet defineres som konsentrasjonen av hydrogenioner (H +) i oppløsning. Hvor sur løsning er innvirkning på hvilke reaksjoner finner sted, og hvor raskt. Evnen til å kontrollere pH-verdien er avgjørende for å fullføre et stort antall kjemiske reaksjoner, og så bufferløsninger har et stort antall av applikasjoner. Men først er det viktig å forstå hvordan bufferløsninger fungerer.

Syrer og konjugat Baser

Bufferoppløsninger er vanligvis en kombinasjon av en syre og dens korresponderende base. Som vi har lært ovenfor, kan surhet defineres som konsentrasjonen av H + ioner i oppløsning. Derfor syrer er forbindelser som frigjør H + ioner i løsning. Dersom syrer øke konsentrasjonen av H +, følger det at det motsatte, baser, redusere H + -konsentrasjon.

Når en syre mister en H +, skaper det en korresponderende base. Dette illustreres best ved å ta et eksempel, slik som CH3COOH (eddiksyre). Når CH3COOH fungerer som en syre, spaltes den i H + og CH3COO- (acetat). CH3COO- er en base, som det kan godta H + for å skape eddiksyre. Det er således den korresponderende base av eddiksyre, eller base som er produsert når eddiksyre frigjør et H + ion. Dette konseptet virker komplisert i starten, men være trygg på det er ikke vanskelig å plukke ut konjugerte baser i faktiske reaksjoner. Det er egentlig det som er igjen av den sure etter et H + ion slippes.

Le Chateliers prinsipp og buffere

Kjemiske reaksjoner er reversible. Tar vår reaksjon fra ovenfor som et eksempel,

CH3COOH -----> CH3COO- og H +

CH3COO- og H + (produktene) kan kombineres for å danne CH3COOH (utgangsmateriale), som vi vil kalle den "reverse reaksjonen." En reaksjon kan dermed fortsette til høyre eller venstre, forover eller bakover. Le Chateliers prinsipp er en regel som sier at venstre og høyre side av reaksjonen foretrekker en viss balanse eller forholdet mellom seg. I dette tilfellet, Le Chateliers prinsipp i utgangspunktet sier at hvis man legger mer produkt (H + eller acetat), vil reaksjonen forskyves til venstre (mot utgangsmaterialer) og utgangsmaterialet (eddiksyre) vil dannes i reaksjon.

Tilsvarende, hvis mer produkt er lagt, vil mer utgangsmateriale dannes. Når CH3COOH former blir H + fjernet fra oppløsningen som det obligasjoner med CH3COO-, og derved surheten av oppløsningen vil ikke øke. Det samme generelle prinsipp gjelder når en base tilsettes, mer H + frigjøres og pH i løsningen er uendret. Dette er den metode ved hvilken en bufferløsning, eller en kombinasjon av en syre og dens korresponderende base kan motstå endringer i pH.

Anvendelser av Buffer Solutions

kroppen bruker buffere for å opprettholde en blod pH-verdi på 7,35-7,45, og også i et enormt antall av biokjemiske reaksjoner som involverer enzymer. Enzymer er svært komplekse forbindelser ofte krever presise pH-nivåer for å reagere på riktig måte, en rolle fylt av organiske buffere som produseres av kroppen din. For samme grunn, buffere er avgjørende for en biolog eller kjemiker utfører eksperimenter i laboratoriet. En viss pH-verdi vil ofte være nødvendig for at prosessen blir studert for å forekomme, og bufferløsninger er den eneste måten å sikre at disse tilstander.

Bufferløsninger er også mye brukt i industrien. Industrielle prosesser som krever bufferløsninger inkluderer gjæring, kontrollerende fargestoff prosesser og produksjon legemidler.