المخازن المؤقتة هي حلول تعمل على الحفاظ على درجة حموضة ثابتة في النظام بغض النظر عن إضافة الأحماض أو القواعد القوية. في حالة عدم وجود مخازن مؤقتة ، تؤدي إضافة حمض قوي أو قاعدة إلى محلول إلى تغيير درجة الحموضة بشكل كبير. المخازن المؤقتة ضرورية في الحياة اليومية. على سبيل المثال ، يعمل الدم كمخزن مؤقت وقادر على الحفاظ على درجة حموضة بين 7.35 و 7.45 لأن الرقم الهيدروجيني أعلى من 7.8 أو أقل من 6.8 يمكن أن يسبب الوفاة.
إذن ، كيف يعمل المخزن المؤقت؟ المخزن المؤقت هو في الأساس حمض أو قاعدة ضعيفة وقاعدته المترافقة أو الحمض في حالة توازن مع بعضها البعض. خذ ، على سبيل المثال ، عازلة مصنوعة من حمض الأسيتيك وخلات الصوديوم. يحتوي المحلول العازل على حمض ضعيف وملحه المترافق ، والذي يتفكك لتشكيل أسيتات القاعدة المترافقة. المحلول حمضي لأن Ka من حمض الأسيتيك أعلى من Kb للقاعدة المترافقة.
تذكر أن ثابت التفكك ، K a أو K b ، يحدد قوة الحمض أو القاعدة ، على التوالي ، لأنه ثابت التوازن لتفكك المركب في الماء. يمكن أيضا تمثيل ثابت التفكك على أنه pKa ، أو السجل السالب ل Ka ، حيث كلما كان pK a أصغر ، كان الحمض أقوى. وينطبق الشيء نفسه على pKb ، حيث كلما كان pKb أصغر ، زادت قوة القاعدة.
بالعودة إلى مخزن الأسيتات، إذا أضفنا قاعدة قوية، مثل هيدروكسيد الصوديوم، فإن أيونات الهيدروكسيد تتفاعل مع أيونات الهيدرونيوم الموجودة في المحلول. يؤدي هذا إلى تفاعل المزيد من حمض الأسيتيك مع الماء من أجل العودة إلى التوازن ، وبالتالي تكوين المزيد من أيونات الهيدرونيوم. إذا أضفنا حمضا قويا، مثل حمض الهيدروكلوريك، تكوين المزيد من أيونات الهيدرونيوم في المحلول. تتفاعل هذه الأيونات مع أيونات الأسيتات لتكوين المزيد من حمض الخليك. في كلتا الحالتين ، هناك تغيير طفيف جدا في درجة الحموضة المحلول.
ضع في اعتبارك أن كل مخزن مؤقت له نطاق محدد من الأس الهيدروجيني حيث يمكنه تخزين محلول. نعرض هنا منحنى معايرة للمخزن المؤقت لحمض الأسيتيك. يتم تمييز نطاق التخزين المؤقت. يتم تحديد هذه المنطقة من خلال معادلة هندرسون-هاسلبالش ، والتي تخبرنا أن الرقم الهيدروجيني للمخزن المؤقت يتحدد بواسطة K a من الحمض الضعيف ونسبة القاعدة المترافقة إلى الحمض الضعيف.
بعيدا عن هذا الرقم الهيدروجيني ، يتم استنفاد الحمض الضعيف أو قاعدة المخزن المؤقت ، ولا يمكنه تخزين الأس الهيدروجيني. لذلك ، عند تحديد مخزن مؤقت لتطبيقك ، اختر واحدا يكون pK a قريبا من الأس الهيدروجيني المطلوب.
أخيرا ، جميع المخازن المؤقتة لها حد لقدرتها على التخزين المؤقت ، مما يعني كمية الحمض أو القاعدة التي يمكن إضافتها إلى المحلول العازل قبل أن يتغير الرقم الهيدروجيني بشكل كبير. على سبيل المثال، إذا أضفنا الكثير من الحمض إلى محلول حمض الأسيتيك وخلات الصوديوم، فسوف نعمل على بروتونات كل أيونات الأسيتات وتراكم الكثير من أيونات الهيدرونيوم، وبالتالي خفض الأس الهيدروجيني.
وبالمثل ، إذا أضفنا الكثير من القاعدة ، فسوف نقوم بإزالة البروتون من كل حمض الخليك وتراكم الكثير من أيونات الهيدروكسيد ، وبالتالي زيادة الأس الهيدروجيني. وبالتالي ، تتأثر قدرة التخزين المؤقت بتركيز الحمض الضعيف والملح المترافق. لذلك ، فإن المخزن المؤقت للأسيتات 1 مولار له قدرة تخزين مؤقت أعلى من المخزن المؤقت الأسيتات 0.1 مولار.
في هذا المختبر ، ستقوم بإعداد وفحص المخازن المؤقتة مع مجموعة متنوعة من نطاقات الأس الهيدروجيني. ستستخدم بعد ذلك المخازن المؤقتة لتحديد pKa لمؤشر الأس الهيدروجيني ، المسمى الأحمر المحايد ، واستكشاف التغيير في pK a عند إدخال بروتين ربط الريبوفلافين.
عندما يضاف حمض أرهينيوس (HA) إلى الماء ، فإنه ينفصل إلى قاعدته المترافقة (A - ) وكاتيون الهيدروجين (H + ).
HA + H2O → H+(aq) + A-(aq)
…
حقوق الطبع والنشر © 2026 MyJoVE Corporation. جميع الحقوق محفوظة.