Tamponlar, güçlü asitlerin veya bazların eklenmesinden bağımsız olarak bir sistemde sabit bir pH'ı korumak için çalışan çözeltilerdir. Tamponların yokluğunda, bir çözeltiye güçlü bir asit veya bir bazın eklenmesi pH'ı önemli ölçüde değiştirir. Tamponlar günlük yaşamda çok önemlidir. Örneğin, kan bir tampon görevi görür ve 7.8'in üzerinde veya 6.8'in altında bir pH ölüme neden olabileceğinden, pH'ı 7.35 ile 7.45 arasında tutabilir.
Peki, bir tampon nasıl çalışır? Bir tampon, esasen zayıf bir asit veya baz ve onun eşlenik bazı veya birbiriyle dengede olan asittir. Örneğin, asetik asit ve sodyum asetattan yapılmış bir tampon alın. Tampon çözeltisi, zayıf bir asit ve eşlenik baz asetatı oluşturmak üzere ayrışan eşlenik tuzunu içerir. Çözelti asidiktir çünkü asetik asidin KA'sı, eşlenik bazın KB'sinden daha yüksektir.
Ayrışma sabitinin, Ka veya Kb'nin, bileşiğin sudaki ayrışması için denge sabiti olduğu için sırasıyla asit veya bazın gücünü tanımladığını unutmayın. Ayrışma sabiti aynı zamanda pKa veya Ka'nın negatif günlüğü olarak da temsil edilebilir, burada pKa ne kadar küçükse, asit o kadar güçlü olur. Aynısı pKb için de geçerlidir, burada pKb ne kadar küçükse, baz o kadar güçlü olur.
Asetat tamponuna dönersek, sodyum hidroksit gibi güçlü bir baz eklersek, hidroksit iyonları çözeltide bulunan hidronyum iyonları ile reaksiyona girer. Bu, dengeye dönmek için daha fazla asetik asidin su ile reaksiyona girmesine ve böylece daha fazla hidronyum iyonu oluşturmasına neden olur. Hidroklorik asit gibi güçlü bir asit eklersek, çözeltide daha fazla hidronyum iyonu oluşur. Bu iyonlar, daha fazla asetik asit oluşturmak için asetat iyonları ile reaksiyona girer. Her iki durumda da çözelti pH'ında çok az değişiklik olur.
Her tamponun, bir çözeltiyi tamponlayabileceği belirli bir pH aralığına sahip olduğunu unutmayın. Burada asetik asit tamponumuz için bir titrasyon eğrisi gösteriyoruz. Arabelleğe alma aralığı vurgulanır. Bu bölge, tamponun pH'ının zayıf asidin KA'sı ve eşlenik bazın zayıf aside oranı ile belirlendiğini söyleyen Henderson-Hasselbalch denklemi ile belirlenir.
Bu pH'tan çok uzakta, tamponun zayıf asidi veya bazı tükenir ve pH'ı tamponlayamaz. Bu nedenle, uygulamanız için bir tampon seçerken, pKa'sı istenen pH'a yakın olan bir tampon seçin.
Son olarak, tüm tamponların tamponlama kapasitelerinin bir sınırı vardır, bu da pH önemli ölçüde değişmeden önce tampon çözeltisine eklenebilecek asit veya baz miktarı anlamına gelir. Örneğin, asetik asit ve sodyum asetat tampon çözeltimize çok fazla asit eklersek, tüm asetat iyonlarını protonlaştıracağız ve çok sayıda hidronyum iyonu biriktireceğiz, böylece pH'ı düşüreceğiz.
Benzer şekilde, çok fazla baz eklersek, tüm asetik asidi protondan arındıracağız ve çok sayıda hidroksit iyonu biriktireceğiz, böylece pH'ı artıracağız. Bu nedenle, tamponlama kapasitesi, zayıf asit ve eşlenik tuzun konsantrasyonundan etkilenir. Bu nedenle, 1 molar asetat tamponu, 0.1 molar asetat tamponundan daha yüksek bir tamponlama kapasitesine sahiptir.
Bu laboratuvarda, çok çeşitli pH aralıklarına sahip tamponları hazırlayacak ve inceleyeceksiniz. Daha sonra, nötr kırmızı olarak adlandırılan bir pH göstergesinin pKa'sını belirlemek için tamponlarınızı kullanacak ve riboflavin bağlayıcı protein eklendiğinde nötr kırmızının pKa'sındaki değişikliği keşfedeceksiniz.
At the end of this lab, students should know...
Tampon, eklenen asit veya baz miktarı çözeltinin tamponlama kapasitesi dahilinde olduğu sürece, güçlü asitlerin veya güçlü bazların eklenmesinden bağımsız olarak sabit bir pH'ı koruyan bir çözeltidir.
Bir tampon, zayıf bir asit veya zayıf bazın eşlenik asit veya baz çiftini içermelidir.
Telif Hakkı © 2026 MyJoVE Corporation. Tüm hakları saklıdır.