Буферные растворы (определение понятия, приготовление, рн , концентрация и значение, буферная емкость раствора)
Буферный раствор (от английского слова - Buffe и buff - смягчать удар) представляет собой растворы, предназначенные для создания и сохранения постоянства буферных характеристик при разбавлении или концентрировании, при добавлении или удалении небольшого количества буферных частиц. В химическом анализе всего применяют водные кислотно-основные буферные растворы. Эти растворы составляют смеси слабой кислоты (НА) и сопряженной с ней основания (А-), например, СН3СООН и СН3СОО- или NH4 + и NH3 и др. В таких смесях образуются равновесия
НА + Н2О 2arrow-small.eps Н3О + + А-
или НА + ОН 2arrow-small.eps Н2О + А-
Величина рН буферных растворов определяется значениями константы диссоциации слабой кислоты (Ка) и равновесными концентрациями слабой кислоты [НА] и сопряженной с ней основания [А-]: рН = рКа + lg ([А -] / [НА]). Если предположить аналитическую концентрацию кислоты Са = [НА], а концентрацию соли Ссол = [А-], то рН = рКа + lg (Са / Ссол). Напр., Для буферной смеси СН3СООН + СН3СООNa при Са = Ссол = 0,1 моль / дм3 рН = 4,76 + lg (0,1 / 0,1) = 4,76.
Количественной характеристикой кислотно-основных буферных растворов является их буферная емкость, под которой понимают количество молей сильного основания или сильной кислоты, которое необходимо добавить к 1 дм3 буферного раствора, чтобы изменить его рН на единицу. Буферная емкость возрастает при повышении концентрации компонентов буферных растворов и достигает максимума при их равенстве. Буферные свойства проявляются очень слабыми при отношении [А -] / [НА]> 10.
Интервал рН равен ± 1, в котором буферные растворы поддерживает постоянное значение рН, называется пределом буферирования. В справочной литературе описано разнообразные соединения буферных растворов и методики их приготовления.
В химическом анализе используют и другие буферные системы:
- окислительно-восстановительные для сохранения и образования окислительно-восстановительного потенциала, например, на базе смеси солей Fe (II) и Fe (III);
- кальциевый буферный раствор для образования и сохранения активности катионов кальция, например, на базе смеси эквимолярной количества дигликолята кальция и натрия или кальциевой и натриевой солей нитрилацетатнои кислоты.
В ионометрии широко применяются буферные растворы для образования общей ионной силы раствора (БРЗИС). Многие биологические жидкости (кровь, растительный сок и др.). Также представляют собой буферные растворы и имеют постоянное значение рН, что необходимо для жизнедеятельности живых организмов и растений.
Литература
- Пилипенко А.Т., Пятницкий И.В. Аналитическая химия. - М., 1990. - Т. 1.
- Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. - М., 1989.
^Наверх