Vad är ett buffertmedel?

I syra-bas-kemi är ett buffertmedel ett ämne som kan användas för att upprätthålla en lösning vid ett konstant pH eller nivå av surhets-alkalinitet. Syror i vattenlösning ger hydronium (H ₃ O ⁺) joner, medan alkalis ger hydroxid (OH ^-) joner. Lösningens pH är ett mått på de relativa koncentrationerna av dessa joner. En lösning som innehåller ett buffertmedel kan, upp till en punkt, absorbera det ytterligare hydronium- eller hydroxidjonerna som införs när en syra eller bas tillsätts utan någon förändring av H ₃ O ⁺/Oh ^- -förhållandet, och därmed ingen förändring i pH. Naturligt förekommande buffertar finns i biologiska system och buffertmedel har många användningsområden inom kemi och industri.

När en syra löses i vatten kommer det - i större eller mindre utsträckning - jon i H+ -joner och negativt laddade anjoner. H ⁺ jonerna kombineras med vatten för att bilda hydroniumjoner (H ₃ o ⁺) och THE negativ anjon är känd som konjugatbasen. Vattenhaltig saltsyra, till exempel bildar hydroniumjoner och konjugatbasen är kloridjonen: hcl + h ₂ o → h ₃ o ⁺ + cl ^-. Konugatbasen med hydel domer till hydeloren, men i detta fodral, det här, men i detta fodral, det här, men i denna yra, men i detta fodral, det i denna yra, men i detta fodral, det är det i det här nobret. Jon är en svag bas, så saltsyra i vatten består nästan helt av hydroxoniumjoner och kloridjoner, vilket gör den till en stark syra. I en svag syra är emellertid den omvända reaktionen signifikant eftersom konjugatbasen är starkare och därmed är koncentrationen av hydroniumjoner lägre.

En blandning som innehåller ett salt av en svag syra tillsammans med syran från vilken den härleds kan ofta användas som ett surt buffertmedel; Saltet säkerställer en riklig tillförsel av syrans konjugatbas. Starka syror och deras salter är inte användbara som buffringmedel, somEtt surt buffertmedel behöver stora mängder av syran för att vara närvarande i icke-joniserad form och eftersom pH, i alla fall, vanligtvis måste hållas vid ett nästan neutralt eller endast måttligt surt eller alkaliskt värde. På liknande sätt involverar ett alkaliskt buffertmedel vanligtvis ett salt av en svag alkali tillsammans med själva alkalierna.

Ett enkelt exempel på en sur bufferingslösning är en vattenlösning av ättiksyra och natriumacetat. Ättiksyra är en svag syra, så det mesta kommer inte att joniseras. Vid tillsats av en syra kommer de ytterligare hydroniumjonerna att reagera med acetatjonerna från natriumacetatet, och bildar mer ättiksyra, vilket kommer att förbli mestadels icke-joniserat och så kommer inte att ha stor effekt på pH. När en alkali tillsätts kommer den ytterligare hydroxid (OH ^-) joner att reagera med ättiksyran för att bilda acetatjoner och vatten, och med den mindre mängden hydroniumjoner för att bilda mer vatten, igen med liten effekt på pH.

levande organismer använder BufferiNG -agenter i ett antal roller. Till exempel måste blodets pH hållas nära 7,4 - något på den alkaliska sidan av neutral. Med tanke på att ett brett utbud av kemikalier med varierande surhet och alkalinitet kan komma in i blodomloppet från mat som intas, är ett buffertmedel nödvändigt för att säkerställa att detta värde upprätthålls. Detta uppnås genom en kombination av kolsyra (H ₂ CO ₃ ) och vätekarbonat (HCO ₃ ^-) joner.

bufferingsmedel används allmänt i industrin och i många vanliga produkter. De används i tvättmedel, livsmedel och i bryggning för att säkerställa att pH förblir inom det intervall som krävs av de jäst som ansvarar för jäsning. Schampo fungerar bäst när det är något surt och kommer i allmänhet att innehålla ett buffertmedel för att förhindra förlust av surhet under användning. Buffertar används också mycket inom biologi och biokemi. Goods buffertar, utvecklades på 1960 -talet av N.E. Bra, är en grupp buffringmedel noggrant desiGNED att inte störa biologiska reaktioner.