Cos'è un agente buffering?

Nella chimica della base acida, un agente tampone è una sostanza che può essere utilizzata per mantenere una soluzione a un pH costante o un livello di acidità-alzionalità. Gli acidi in soluzione acquosa forniscono ioni idronio (h ₃ o +), mentre gli alcali forniscono ioni idrossido (OH -). Il pH della soluzione è una misura delle concentrazioni relative di questi ioni. Una soluzione contenente un agente tampone può, fino a un certo punto, assorbire gli ioni di idronio o idrossido aggiuntivi che vengono introdotti quando un acido o una base viene aggiunto senza alcuna alterazione del rapporto H ₃ o +/oh -, e quindi nessuna modifica in pH. I tamponi naturali si trovano nei sistemi biologici e gli agenti tamponosi hanno molti usi nella chimica e nell'industria.

Quando un acido viene sciolto in acqua, lo farà - in misura maggiore o minore - ionizza in ioni H+ e anioni carichi negativamente. Gli ioni H + si combinano con l'acqua per formare ioni di idronio (h ₃ o +) e tL'anione negativo è noto come base coniugata. L'acido cloridrico acquoso, ad esempio, forma ioni di idronio e la base coniugata è lo ione cloruro: hcl + h ₂ o → h ₃ o + + cl . la base coniugata può reagire con idronio igni, ma in questo caso, ma al caso, ma al caso, cl . è una base debole, quindi l'acido cloridrico nell'acqua consiste quasi interamente da ioni idrossonium e ioni cloruro, rendendolo un forte acido. In un acido debole, tuttavia, la reazione inversa è significativa perché la base coniugata è più forte e quindi la concentrazione di ioni idronio è inferiore.

Una miscela contenente un sale di un acido debole insieme all'acido da cui deriva è spesso usata come agente tampone acido; Il sale garantisce un abbondante approvvigionamento della base coniugata dell'acido. Gli acidi forti e i loro sali non sono utili come agenti tamponi, comeUn agente tampone acido ha bisogno di grandi quantità di acido per essere presenti in forma non ionizzata e poiché il pH, in ogni caso, di solito, deve essere mantenuto a un valore quasi neutro o solo moderatamente acido o alcalino. Allo stesso modo, un agente tampone alcalino di solito coinvolge un sale di un alcali debole insieme all'alcali stesso.

Un semplice esempio di una soluzione tampone acida è una soluzione acquosa di acido acetico e acetato di sodio. L'acido acetico è un acido debole, quindi la maggior parte non sarà ionizzata. Aggiungendo un acido, gli ioni idronici aggiuntivi reagiranno con gli ioni acetato dall'acetato di sodio, formando più acido acetico, che rimarrà per lo più non ionizzato e quindi non avranno molto effetto sul pH. Quando viene aggiunto un alcali, gli ioni idrossido aggiuntivi (OH -) reagiranno con l'acido acetico per formare ioni acetato e acqua e con la quantità minore di ioni di idronio per formare più acqua, di nuovo con scarso effetto sul pH.

Gli organismi viventi impiegano bufferiNg agenti in una serie di ruoli. Ad esempio, il pH del sangue deve essere tenuto vicino a 7,4, leggermente sul lato alcalino di Neutro. Dato che un'ampia varietà di sostanze chimiche di diversa acidità e alcalinità può entrare nel flusso sanguigno dal cibo che viene ingerito, è necessario un agente tampone per garantire che questo valore sia mantenuto. Ciò è ottenuto da una combinazione di acido carbonico (H ₂ CO ₃ ) e idrogeno carbonato (HCO _{3 -) ioni.}

Gli agenti buffering sono ampiamente utilizzati nell'industria e in molti prodotti comuni. Sono utilizzati nei detergenti, negli alimenti e nella birra per garantire che il pH rimanga all'interno della gamma richiesta dai lieviti responsabili della fermentazione. Lo shampoo funziona meglio quando è leggermente acido e conterrà generalmente un agente tampone per prevenire la perdita di acidità durante l'uso. I buffer sono anche molto utilizzati in biologia e biochimica. I buffer di Good, sviluppati negli anni '60 da N.E. Bene, sono un gruppo di agenti buffering con attenzioneGned non interferire con le reazioni biologiche.