16.2: Buffers

Roztwór zawierający znaczne ilości słabej sprzężonej pary kwas-zasada nazywany jest roztworem buforowym lub buforem. Roztwory buforowe są odporne na zmianę pH po dodaniu niewielkich ilości mocnego kwasu lub mocnej zasady. Roztwór kwasu octowego i octanu sodu jest przykładem buforu, który składa się ze słabego kwasu i jego soli:_CH3COOH (woda) +_CH3COONa (woda). Przykładem buforu, który składa się ze słabej zasady i jej soli, jest roztwór amoniaku i chlorku amonu: NH₃ (woda) + NH₄Cl (woda).

Jak działają

Aby zilustrować funkcję roztworu buforowego, rozważmy mieszaninę mniej więcej równych ilości kwasu octowego i octanu sodu. Obecność słabej sprzężonej pary kwas-zasada w roztworze nadaje zdolność neutralizacji niewielkich ilości dodanego mocnego kwasu lub zasady. Na przykład dodanie mocnej zasady do tego roztworu zneutralizuje jon hydroniowy i przesunie równowagę jonizacji kwasu octowego w prawo, częściowo przywracając obniżone stężenie_H3O⁺:

Podobnie, dodanie mocnego kwasu do tego roztworu buforowego zneutralizuje jon octanowy, przesuwając powyższą równowagę jonizacji w prawo i przywracając [H₃O⁺] do wartości bliskiej pierwotnej wartości. Rysunek 1 przedstawia graficzną ilustrację zmian w roztworze buforowym po dodaniu mocnego kwasu i zasady. Działanie buforujące roztworu jest zasadniczo wynikiem przekształcenia dodanego mocnego kwasu i zasady w słaby kwas i zasadę, które tworzą sprzężoną parę buforu. Słabszy kwas i zasada ulegają tylko niewielkiej jonizacji, w porównaniu z całkowitą jonizacją mocnego kwasu i zasady. W związku z tym pH roztworu zmienia się znacznie mniej drastycznie niż w roztworze niebuforowanym.

Rysunek 1. Działanie buforujące w mieszaninie kwasu octowego i soli octanowej .

Ten tekst został zaadaptowany z Openstax, Chemia 2e, Sekcja 14.6:.