Hva skjer når en base til en buffer løsning?

Bufferløsninger motstå endringer i pH. I en normal (ubufret) løsning, kan innføring av noen få dråper av syre eller base dramatisk endre pH-verdien. Legge til bare 1 oz. av konsentrert (31 prosent) saltsyre til en liter vann, for eksempel, ville endre pH-verdien av vannet fra 7 til mindre enn 1. Å legge den samme mengde syre til en bufret oppløsning, til sammenligning ville sannsynligvis senke pH-verdien av bare noen få tiendedeler av en pH-enhet. Forstå den eksakte mekanismen som buffere funksjonen krever en grunnleggende forståelse av syre-base-kjemi.

pH

pH er en 0-til-14 skala som måler surhet eller basisitet av en vannbasert løsning. En pH på mindre enn 7 indikerer en sur oppløsning; en pH på mer enn 7 indikerer en basisk løsning; og en pH-verdi på nøyaktig 7 indikerer en nøytral løsning.

Syre-base-kjemi

Syrer slipper protoner (H?) I løsningen, og baser lage eller frigi hydroksidioner (OH?). Syrer og baser er videre karakterisert ved å være sterk eller svak. En sterk syre deles i sine respektive ioner i en prosess referert til som "dissosiasjon" og gjør det helt. Saltsyre (HCl), for eksempel, dissosierer til protoner og klorioner (Cl ~). "Complete" dissosiasjon betyr at hver HCl molekyl bryter fra hverandre.

En svak syre spaltes også, men prosessen er ikke fullført. Eddiksyre (CH COOH?), For eksempel, spaltes delvis inn protoner og ioner acetat (CH? COO?), Som representerer «korresponderende base" av eddiksyre. Siden eddiksyre er en "svak" syre, bare en liten prosentandel av eddiksyren molekyler dissosierer.

buffer~~POS=TRUNC Solutions

Bufferoppløsninger motstå endringer i deres pH-verdi, selv når sterke syrer eller baser tilsettes til bufferløsningen. Kjemisk, er et buffer en kombinasjon av en svak syre og dens konjugerte base, eller en svak base og dens konjugerte syre. Et eksempel kan være eddiksyre i kombinasjon med en vannoppløselig acetat forbindelse, så som natriumacetat (CH ^ COONa). Denne kombinasjonen gir et likevektssystem hvor eddiksyren, protonene og acetatgruppene ionene er alle tilstede samtidig i den samme oppløsning.

LeChatelier prinsipp

LeChatelier s prinsippet sier at enhver belastning plassert på et system i likevekt vil resultere i systemet justeres for å lindre stress. Således vil innføring av en hvilken som helst forbindelse som bruker en av produktene fra likevektsreaksjonen resulterer i generering av nye produkter (i dette tilfellet, eddiksyre) ved forbruk av reagenser (protoner og acetat-ioner). Eller, vil en forbindelse som introduserer flere produkter resulterer i genereringen av mer reaktant (ved å forbruke produkter).

Buffer + Base

Når en base blir innført i en bufferoppløsning, vil det reagere med de sure arter, som er protonet (H?). Hvis således natriumhydroksid (NaOH) ble innført i eddiksyre / natriumacetatbuffer beskrevet tidligere, og deretter hydroksyd og proton ville reagere for å bli vannet (for eksempel, ville syren og basen nøytralisere hverandre).

Likevekts vil reagere ved å generere ekstra syre ved å forbruke ekstra produkt. Det vil si, mer CH? COOH molekyler vil gi ut en proton til løsning for å erstatte protoner forbrukes ved basen. Denne prosessen vil fortsette som mer basen tilsettes, opp til et punkt der ikke mer eddiksyre molekyler forbli. Denne grensen er referert til som "bufferkapasitet" i oppløsningen. Ytterligere basen tilsettes utover dette punkt vil da dramatisk endre pH-verdien av oppløsningen.