Bir Tampon Ajan Nedir?
Asit-baz kimyasında, bir tamponlama ajanı, bir çözeltiyi sabit bir pH veya asit-alkalilik seviyesinde tutmak için kullanılabilecek bir maddedir. Sulu çözeltideki asitler, hidronyum (H30 + ) iyonları sağlarken, alkaliler hidroksit (OH - ) iyonları sağlar. Çözeltinin pH'ı, bu iyonların bağıl konsantrasyonlarının bir ölçüsüdür. Bir tamponlama maddesi içeren bir çözelti, bir noktaya kadar, H20 + / OH oranında herhangi bir değişiklik yapmadan bir asit veya baz eklendiğinde ortaya çıkan ilave hidronyum veya hidroksit iyonlarını emebilir ve bu nedenle pH'ta değişiklik olmaz . Doğal olarak oluşan tamponlar biyolojik sistemlerde bulunur ve tamponlama ajanları kimya ve endüstride birçok kullanım alanına sahiptir.
Bir asit suda çözündüğünde, - büyük ölçüde veya daha az - H + iyonlarına ve negatif yüklü anyonlara iyonlaşacaktır. H + iyonları hidronyum iyonları (H30 + ) oluşturmak için suyla birleşir ve negatif anyon konjugat baz olarak bilinir. Sulu hidroklorik asit, örneğin, hidronyum iyonları oluşturur ve eşlenik baz klorür iyonu: HCI + H20 → H30 + + Cl - . Eşlenik baz, asidi yeniden oluşturmak için hidronyum iyonlarıyla reaksiyona girebilir, ancak bu durumda, klorür iyonu zayıf bir bazdır, bu nedenle su içindeki hidroklorik asit, neredeyse tamamen hidroksonyum iyonları ve klorür iyonlarından oluşur ve bu da onu güçlü bir asit yapar. Bununla birlikte, zayıf bir asitte, ters reaksiyon önemlidir, çünkü eşlenik baz daha güçlüdür ve dolayısıyla hidronyum iyonlarının konsantrasyonu düşüktür.
Asit bir tampon maddesi olarak, türetildiği asit ile birlikte zayıf bir asidin bir tuzunu içeren bir karışım kullanılabilir; tuz, asidin eşlenik bazının bolca tedarik edilmesini sağlar. Güçlü asitler ve tuzları, asidik bir tamponlama maddesinin, iyonize edilmemiş formda bulunması için büyük miktarda asite ihtiyaç duymasından ve herhangi bir durumda pH değerinin genellikle nötr ya da nötr halde tutulması gerektiğinden, tamponlama ajanları olarak yararlı değildir. sadece orta derecede asidik veya alkali değer. Benzer şekilde, bir alkalin tamponlama maddesi genellikle alkalinin kendisi ile birlikte zayıf bir alkalinin bir tuzunu içerir.
Asidik bir tamponlama çözeltisinin basit bir örneği sulu bir asetik asit ve sodyum asetat çözeltisidir. Asetik asit zayıf bir asittir, bu nedenle çoğu iyonize edilmez. Bir asit ilave edildiğinde, ilave hidronyum iyonları, sodyum asetatın asetat iyonları ile reaksiyona girecek, daha fazla asetik asit oluşturacak ve çoğunlukla iyonlaşmamış halde kalacaktır ve bu nedenle pH üzerinde çok fazla etkisi olmayacaktır. Bir alkali eklendiğinde, ilave hidroksit (OH - ) iyonları, asetik asit ile asetat iyonları ve su oluşturmak için reaksiyona girecek ve daha az miktarda hidronyum iyonlarıyla tekrar pH üzerinde az etkiye sahip olacak şekilde daha fazla su oluşturmak üzere reaksiyona girecektir.
Canlı organizmalar, birkaç rolde tamponlayıcı ajanlar kullanırlar. Örneğin, kanın pH'sinin 7.4'e yakın tutulması gerekir - nötrün alkali tarafında hafifçe. Değişen asitlik ve alkaliliğe sahip çok çeşitli kimyasalların, alınan gıdalardan kan dolaşımına girebileceği göz önüne alındığında, bu değerin korunmasını sağlamak için bir tamponlama maddesi gereklidir. Bu, karbonik asit (H2C03) ve hidrojen karbonat (HC03) iyonlarının bir kombinasyonu ile sağlanır.
Tamponlama ajanları sanayide ve birçok yaygın üründe yaygın olarak kullanılmaktadır. PH'ın fermantasyondan sorumlu mayaların gerektirdiği aralıkta kalmasını sağlamak için deterjanlarda, yiyeceklerde ve demlenmede kullanılır. Şampuan hafif asit olduğunda en iyi şekilde çalışır ve kullanım sırasında asitlik kaybını önlemek için genellikle tamponlama maddesi içerir. Tamponlar ayrıca biyoloji ve biyokimyada çok kullanılmaktadır. Good'un 1960'larda NE Good tarafından geliştirilen tamponları, biyolojik reaksiyonlara müdahale etmeyecek şekilde özenle tasarlanmış bir grup tampon maddesidir.