Hva er et bufferingsmiddel?

I syre-base-kjemi er et bufferingsmiddel et stoff som kan brukes til å opprettholde en løsning ved konstant pH, eller nivå av surhetsalkalinitet. Syrer i vandig løsning gir hydronium (H _{3 O ^{+) -ioner, mens alkalier gir hydroksyd (Oh -) -ioner. PH i løsningen er et mål på de relative konsentrasjonene av disse ionene. En løsning som inneholder et bufferingsmiddel kan, opp til et punkt, absorbere det ekstra hydronium eller hydroksydioner som blir introdusert når en syre eller base tilsettes uten endring av H 3 O +/oh - Ratio, og dermed ingen endring i pH. Naturlig forekommende buffere finnes i biologiske systemer, og bufferingsmidler har mange bruksområder innen kjemi og industri.}}

Når en syre blir oppløst i vann, vil den - i større eller mindre grad - ionisere til H+ -ioner og negativt ladede anioner. H ^{+ ioner kombineres med vann for å danne hydroniumioner (H _{3 o +) og tDen negative anionen er kjent som konjugatbasen. Vandig saltsyre, for eksempel, danner hydroniumioner og den konjugatbasen er kloridionet: HCl + H 2 O → H 3 O + + Cl . the Conjugjuug tilfellet, kloridionet er en svak base, så saltsyre i vann består nesten utelukkende av hydrokoniumioner og kloridioner, noe som gjør det til en sterk syre. I en svak syre er imidlertid den motsatte reaksjonen signifikant fordi den konjugatbasen er sterkere og dermed er konsentrasjonen av hydroniumioner lavere.}}

En blanding som inneholder et salt av en svak syre sammen med syren som den er avledet, kan ofte brukes som et surt bufferingsmiddel; Saltet sikrer en rikelig tilførsel av syrens konjugatbase. Sterke syrer og saltene deres er ikke nyttige som bufferingsmidler, somEt surt bufferingsmiddel trenger store mengder syren for å være til stede i ikke-ionisert form, og fordi pH i alle fall vanligvis må opprettholdes ved en nesten nøytral eller bare moderat sur eller alkalisk verdi. Tilsvarende involverer et alkalisk bufferingsmiddel vanligvis et salt av en svak alkali sammen med selve alkalien.

Et enkelt eksempel på en sur bufferingsløsning er en vandig løsning av eddiksyre og natriumacetat. Eddiksyre er en svak syre, så det meste av den vil ikke bli ionisert. Ved tilsetning av en syre vil de ekstra hydroniumionene reagere med acetationene fra natriumacetatet, og danne mer eddiksyre, som stort sett vil forbli ikke-ionisert og derfor ikke ha stor effekt på pH. Når en alkali tilsettes, vil det ekstra hydroksydet (OH ^{-) -ionene reagere med eddiksyren for å danne acetationioner og vann, og med den mindre mengden hydroniumioner for å danne mer vann, igjen med liten effekt på pH.}

levende organismer bruker bufferiNG -agenter i en rekke roller. For eksempel må pH i blodet holdes nær 7,4 - litt på den alkaliske siden av nøytral. Gitt at et bredt utvalg av kjemikalier med varierende surhet og alkalinitet kan komme inn i blodomløpet fra mat som er inntatt, er et bufferingsmiddel nødvendig for å sikre at denne verdien opprettholdes. Dette oppnås ved en kombinasjon av karbonsyre (H _{2 Co 3 ) og hydrogenkarbonat (HCO 3 ^{-) -ioner.}}

Bufferingsmidler er mye brukt i industrien og i mange vanlige produkter. De brukes i vaskemidler, i matvarer og i brygging for å sikre at pH forblir innenfor området som kreves av gjærene som er ansvarlige for gjæring. Sjampo fungerer best når den er litt syre og vil generelt inneholde et bufferingsmiddel for å forhindre tap av surhet under bruk. Buffere brukes også mye i biologi og biokjemi. Good's Buffers, utviklet på 1960 -tallet av N.E. Bra, er en gruppe bufferingsmidler nøye desiGned ikke å forstyrre biologiske reaksjoner.