Osnove kemije: što je pufer?

pufer je riješenje koji sadrže ili a slaba kiselina I je sol ili a slaba baza I je sol, koji je otporan na promjene u pH. Drugim riječima, pufer je vodena otopina ili slabe kiseline i njene konjugirane baze ili slabe baze i njene konjugirane kiseline. Pufer se također može nazvati pH puferom, vodikovim ionskim puferom ili puferskom otopinom.

odbojnici koriste se za održavanje stabilnog pH u otopini, jer mogu neutralizirati male količine dodatne kiseline baze. Za dano pufersku otopinu postoji radni raspon pH i zadana količina kiseline ili baze koja se može neutralizirati prije nego što se pH promijeni. Količina kiseline ili baze koja se može dodati u pufer prije promjene pH vrijednosti naziva se njezin puferni kapacitet.

Henderson-Hasselbalchova jednadžba može se koristiti za mjerenje približnog pH pufera. Da bi se koristila jednadžba, umjesto ravnotežne koncentracije unosi se početna koncentracija ili stehiometrijska koncentracija.

Opći oblik kemijske reakcije pufera je:

HA ⇌ H⁺ + A⁻

• krv - sadrži bikarbonatni sustav pufera
• TRIS međuspremnik
• fosfatni pufer

Kao što je rečeno, puferi su korisni u određenim rasponima pH. Na primjer, ovdje se nalazi pH vrijednost uobičajenih puferirajućih sredstava:

Kad se pripravi puferska otopina, pH otopine se podešava kako bi se postigla unutar ispravnog učinkovitog raspona. Tipično se dodaje jaka kiselina, poput klorovodične kiseline (HCl) za snižavanje pH kiselih pufera. Dodana je jaka baza, poput otopine natrijevog hidroksida (NaOH) za povećanje pH alkalnih pufera.

Da biste razumjeli kako pufer djeluje, razmotrite primjer puferske otopine dobivene otapanjem natrijevog acetata u octenoj kiselini. Octena kiselina je (kao što možete reći iz imena) kiselina: CH₃COOH, dok natrijev acetat disocira u otopini kako bi se dobila konjugirana baza, acetatni ioni CH₃GUGUTATI^-. Jednadžba reakcije je:

CH₃COOH (aq) + OH^-(aq) ⇆ CH₃GUGUTATI^-(aq) + H₂O (aq)

Ako se ovoj otopini doda jaka kiselina, acetatni ion je neutralizira:

CH₃GUGUTATI^-(aq) + H⁺(aq) ⇆ CH₃COOH (aq)

Ovo pomiče ravnotežu početne reakcije pufera, održavajući pH stabilnim. S druge strane, snažna baza reagirala bi s octenom kiselinom.

Većina pufera djeluje u relativno uskom rasponu pH. Izuzetak je limunska kiselina, jer ima tri pKa vrijednosti. Kad spoj ima više pKa vrijednosti, postaje veći raspon pH za pufer. Također je moguće kombinirati pufere, pod uvjetom da su njihove vrijednosti pKa blizu (razlikuju se 2 ili manje) i podešavanje pH s jakom bazom ili kiselinom da dosegnu željeni raspon. Na primjer, McIvaine pufer se priprema kombiniranjem smjesa Na₂PO₄ i limunska kiselina. Ovisno o omjeru između spojeva, pufer može biti učinkovit od pH 3,0 do 8,0. Smjesa od limunska kiselina, borna kiselina, mono kalijev fosfat i dietil barbitujska kiselina mogu pokriti pH vrijednost od 2,6 do 12!

• Pufer je vodena otopina koja se koristi za održavanje pH otopine gotovo konstantnom.
• Pufer se sastoji od slabe kiseline i njene konjugirane baze ili slabe baze i njene konjugirane kiseline.
• Kapacitet pufera je količina kiseline ili baze koja se može dodati prije nego što se pH pufera promijeni.
• Primjer puferske otopine je bikarbonat u krvi koji održava unutarnji pH tijela.

• Butler, J. N. (1964). Ionska ravnoteža: matematički pristup. Addison-Wesley. str. 151.
• Carmody, Walter R. (1961). "Lako pripremljena serija međuspremnika širokog raspona". J. Chem. Educ. 38 (11): 559–560. dOI:10,1021 / ed038p559
• Hulanicki, A. (1987). Reakcije kiselina i baza u analitičkoj kemiji. Prevela Masson, Mary R. Horwood. ISBN 0-85312-330-6.
• Mendham, J.; Denny, R. C.; Barnes, J. D.; Thomas, M. (2000). "Dodatak 5". Vogelov udžbenik kvantitativne kemijske analize (5. izd.). Harlow: Pearsonovo obrazovanje. ISBN 0-582-22628-7.
• Škorpion, R. (2000). Osnove kiselina, baza, pufera i njihova primjena u biokemijskim sustavima. ISBN 0-7872-7374-0.