Буферы: буферная емкость

Буферная емкость — это количественная мера устойчивости буфера к изменению pH. Как показано в следующем уравнении, буферная емкость, обозначаемая ‘бета’, выражается как количество молей кислоты или основания, необходимых для изменения pH однолитрового буферного раствора на 1 единицу. Здесь Ca и Cb обозначают количество молей кислоты и основания соответственно. Обратите внимание, что dpH представляет собой изменение pH.

На графике pH показан как функция количества молей основания (Cb), добавленного к слабой кислоте с pKa, равным 5. Производная кривой дает еще один график, который изображает зависимость буферной емкости от pH. Этот график показывает, что буферная емкость самая высокая, когда pH равен pKa, когда раствор содержит равную концентрацию слабой кислоты и сопряженного с ней основания. Для этой слабой кислоты буферная емкость максимальна при pH 5, где устойчивость к изменению pH наиболее высока. Обычно выбранный буфер должен иметь значение pKа, находящееся в пределах плюс-минус 1 единицы желаемого pH. Помимо значения pKа, буферная емкость зависит также от концентрации слабой кислоты и сопряженного с ней основания в растворе. Чем выше концентрация буферных веществ, тем выше буферная емкость.