Буферні системи
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Буферні системи

Буферні системи, буферні розчини, буферні суміші, системи, що підтримують певну концентрацію іонів водню Н + , тобто певну кислотність середовища. Кислотність буферних розчинів майже не змінюється при їх розбавленні або при додаванні до них деяких кількостей кислот або підстав.

загрузка...


  Прикладом Би. с. служить суміш розчинів оцетової кислоти Ch 3 COOH і її натрієвій солі Ch 3 Coona. Ця сіль як сильний електроліт диссоціює практично без остачі, тобто дає багато іонів Ch 3 Coo - . При додаванні к Б. с. сильної кислоти, що дає багато іонів Н + , ці іони зв'язуються іонами Ch 3 Coo - і утворюють слабку (тобто мало диссоціюючу) оцетову кислоту:

 

  Навпаки, при підлуговуванні Б. с., тобто при додаванні сильної підстави (наприклад, NAOH), іони Oh - зв'язуються Н + -іонамі, наявними в Би. с. завдяки дисоціації оцетової кислоти; при цьому утворюється дуже слабкий електроліт — вода:


 

  У міру витрачання Н + -іонов на скріплення іонів Oh - диссоціюють все нові і нові молекули Ch 3 COOH, так що рівновага (1) зміщується вліво. В результаті, як в разі додавання Н + -іонов, так і в разі додавання ОН - -іонов, ці іони зв'язуються і тому кислотність розчину практично не міняється.

  Кислотність розчинів прийнято виражати так званим водневим показником ph (для нейтральних розчинів ph=7, для кислих — ph менше, а для лужних — більше 7). Прилив до 1 л чистої води 100 мл 0,01 молярного розчину Hcl (0,01 М-код ) змінює ph від 7 до 3. Прилив того ж розчину до 1 л Би. с. Ch 3 COOH + Ch 3 Coona (0,1 М-код ) змінить ph від 4,7 до 4,65, тобто всього на 0,05. У присутності 100 мл 0,01 М-коду розчину NAOH в чистій воді ph зміниться від 7 до 11, а у вказаній Би. с. лише від 4,7 до 4,8. Окрім розглянутого, є багаточисельні інші Б. с. (приклади див.(дивися) в таблиці.). Кислотність (і, отже, ph) Би. с. залежить від природи компонентів, їх концентрації, а для деяких Би. с. і від температури. Для кожної Б. с. ph залишається приблизно постійним лише до певної межі, залежної від концентрації компонентів.

Приклади буферних систем

Компоненти

(концентрації по 0,1 г мол/л )

ph

(при

15—25 0 C)

Оцетова кислота + ацетат натрію, Ch 3 COOH + Ch 3 Coona

4,7

Лимоннокислий натрій

  (двузамещений), C 6 H 6 O 7 Na 2

5,0

Борна кислота + бура, 

Н 3 ВО 3 + Na 2 B 4 O 7 10h 2 O

8,5

Борна кислота + їдкий натр,

Н3ВО3 + NAOH.

9,2

Фосфат натрію (двузамещений)+

+ їдкий натр, Na 2 Hpo 4 + NAOH

11,5

  Би. с. широко використовуються в аналітичній практиці і в хімічному виробництві, оскільки багато хімічних реакцій йдуть в потрібному напрямі і з достатньою швидкістю лише у вузьких межах ph. Би. с. мають найважливіше значення для життєдіяльності організмів; вони визначають постійність кислотності різних біологічних рідин (крові, лімфи, міжклітинних рідин). Основні Б. с. організму тварин і людини: бікарбонатна (вугільна кислота і її солі), фосфатна (фосфорна кислота і її солі), білки (їх буферні властивості визначаються наявністю основних і кислотних груп). Білки крові (перш за все гемоглобін, що обумовлює близько 75% буферної здатності крові) забезпечують відносну стійкість ph крові. У людини ph крові рівний 7,35—7,47 і зберігається в цих межах навіть при значних змінах живлення і ін. умов. Щоб зрушити ph крові в лужну сторону, необхідно додати до неї в 40—70 разів більше за луг, чим до рівного об'єму чистої води. Природні Б. с. в грунті грають велику роль в збереженні родючості полів.

  Ст Л. Васильовський.