to roztwory, które działają w celu utrzymania stałego pH w systemie niezależnie od dodania mocnych kwasów lub zasad. W przypadku braku dodanie mocnego kwasu lub zasady do roztworu znacznie zmienia pH. są kluczowe w życiu codziennym. Na przykład krew działa jak bufor i jest w stanie utrzymać pH między 7,35 a 7,45, ponieważ pH powyżej 7,8 lub poniżej 6,8 może spowodować śmierć.
Jak więc działa bufor? Bufor jest zasadniczo słabym kwasem lub zasadą i jego sprzężoną zasadą lub kwasem w równowadze ze sobą. Weźmy na przykład bufor wykonany z kwasu octowego i octanu sodu. Roztwór buforowy zawiera słaby kwas i jego sprzężoną sól, która dysocjuje, tworząc sprzężony octan zasadowy. Roztwór jest kwaśny, ponieważ Ka kwasu octowego jest wyższy niż Kb sprzężonej zasady.
Pamiętaj, że stała dysocjacji, Ka lub Kb, określa odpowiednio moc kwasu lub zasady, ponieważ jest to stała równowagi dla dysocjacji związku w wodzie. Stała dysocjacji może być również reprezentowana jako pKa lub ujemny logarytm Ka, gdzie im mniejsze pKa, tym silniejszy kwas. To samo dotyczy pKb, gdzie im mniejsze pKb, tym silniejsza podstawa.
Wracając do buforu octanowego, jeśli dodamy mocną zasadę, taką jak wodorotlenek sodu, jony wodorotlenkowe reagują z jonami hydroniowymi obecnymi w roztworze. Powoduje to, że więcej kwasu octowego reaguje z wodą, aby powrócić do równowagi, tworząc w ten sposób więcej jonów hydroniowych. Jeśli dodamy mocny kwas, taki jak kwas solny, w roztworze powstaje więcej jonów hydroniowych. Jony te reagują z jonami octanowymi, tworząc więcej kwasu octowego. W obu przypadkach zmiana pH roztworu jest bardzo niewielka.
Należy pamiętać, że każdy bufor ma określony zakres pH, w którym może buforować roztwór. Tutaj pokazujemy krzywą miareczkowania dla naszego buforu kwasu octowego. Zakres buforowania jest podświetlony. Obszar ten jest określony równaniem Hendersona-Hasselbalcha, które mówi nam, że pH buforu jest określone przez Ka słabego kwasu i stosunek sprzężonej zasady do słabego kwasu.
Daleko od tego pH słaby kwas lub zasada buforu jest wyczerpana i nie może buforować pH. Tak więc, wybierając bufor do swojego zastosowania, wybierz taki, którego pKa jest bliskie pożądanemu pH.
Wreszcie, wszystkie mają ograniczenie swojej zdolności buforowej, co oznacza ilość kwasu lub zasady, którą można dodać do roztworu buforowego, zanim pH ulegnie znaczącej zmianie. Na przykład, jeśli dodamy zbyt dużo kwasu do naszego roztworu buforowego kwasu octowego i octanu sodu, sprotonujemy wszystkie jony octanowe i zgromadzimy dużo jonów hydroniowych, obniżając w ten sposób pH.
Podobnie, jeśli dodamy zbyt dużo zasady, zdeprotonujemy cały kwas octowy i zgromadzimy dużo jonów wodorotlenkowych, zwiększając w ten sposób pH. Tak więc na zdolność buforową ma wpływ stężenie słabego kwasu i soli sprzężonej. Tak więc 1-molowy bufor octanowy ma większą pojemność buforową niż 0,1-molowy bufor octanu.
W tym laboratorium przygotujesz i zbadasz o szerokim zakresie pH. Następnie użyjesz swoich, aby określićpK a wskaźnika pH, zwanego neutralną czerwienią, i zbadać zmianę pKa neutralnej czerwieni po wprowadzeniu białka wiążącego ryboflawinę.
At the end of this lab, students should know...
Bufor to roztwór, który utrzymuje stałe pH, niezależnie od dodania mocnych kwasów lub mocnych zasad, o ile ilość dodanego kwasu lub zasady mieści się w pojemności buforowej roztworu.
Bufor musi zawierać sprzężoną parę kwasów lub zasad słabego kwasu lub słabej zasady.
Prawa autorskie © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.