Pufferlösungen sind Lösungen, die enthaltenPuffersysteme. Puffersysteme werden als Gemische bezeichnet, deren Zusammensetzung in einem bestimmten Mengenverhältnis schwache Säuren und deren Salze mit starken Basen oder schwache Basen und deren Salze mit starken Säuren enthält. Solche Lösungen haben eine stabile Konzentration an H + -Ionen, wenn sie mit einem neutralen Lösungsmittel (Wasser) verdünnt werden und ihnen wird eine bestimmte Menge an starken Säuren oder Basen zugesetzt.
Pufferlösungen sind in den Gewässern der WeltOzeane, Bodenlösungen und lebende Organismen. Diese Systeme wirken als Regler, die eine aktive Reaktion des Mediums bei einem bestimmten Wert unterstützen, der für den erfolgreichen Verlauf von Stoffwechselreaktionen erforderlich ist. Pufferlösungen werden in sauer und basisch eingeteilt. Ein Beispiel für das erstere ist das Acetatpuffersystem und das letztere ist Ammonium. Zwischen natürlichen und künstlichen Pufferlösungen unterscheiden. Eine natürliche Pufferlösung ist Blut, das Bicarbonat-, Phosphat-, Protein-, Hämoglobin- und Säurepuffersysteme enthält. Die künstliche Pufferlösung kann ein Acetatpuffer sein, der aus CH 3 COOH besteht.
Merkmale der inneren Zusammensetzung und des MechanismusWir betrachten die Wirkung von Puffersystemen am Beispiel des Acetatpuffersystems: Acetatsäure / Natriumacetat. In einem wässrigen Medium gehen die Komponenten des Puffersystems eine elektrolytische Dissoziation ein. Natriumacetat als Salz einer schwachen Säure und einer starken Base dissoziiert vollständig in Ionen. Das Vorhandensein von Anionen in einem solchen Puffergemisch hängt von der Salzkonzentration und dem Grad seiner Dissoziation ab. Die Konzentration der H + -Ionen im Puffersystem ist direkt proportional zur Säurekonzentration und umgekehrt proportional zum Gehalt dieses Säuresalzes.
Somit ist die Konzentration von H + -Ionen im Hauptpuffer direkt proportional zur Salzkonzentration darin und umgekehrt proportional zur Konzentration der Base.
Verwenden Sie in der Laborpraxis PufferLösungen mit bisher bekannten pH-Werten. So erfolgt die Herstellung von Pufferlösungen unter Verwendung von Lösungen einer schwachen Säure und ihres Salzes mit einer starken Base oder einer schwachen Base und ihres Salzes mit einer starken Säure. Durch Veränderung der Mengenverhältnisse der Komponenten werden dann Pufferlösungen mit einem vorgegebenen pH-Wert hergestellt. Einige sind daran interessiert, wie die Lösung vorbereitet wird.
Beispielsweise müssen Sie Acetatpuffer vorbereitenmit mehreren pH-Werten. Zunächst werden 5 M Lösungen von Acetatsäure und Natriumacetat hergestellt. Zur Herstellung der ersten Lösung werden 50 ml jeder Komponente entnommen. Bestimmen Sie anhand der Formel die Konzentration der H + -Ionen in der resultierenden Lösung.
Für die nächste Pufferlösung nehmen Sie 80 mlSäurelösung und 20 ml Salzlösung zuvor hergestellt. Es gibt eine Reihe von Vorschriften für verschiedene Pufferlösungen, die in der chemischen Analyse und in der Laborpraxis verwendet werden.
Pufferlösungen zeichnen sich durch einige auseigenschaften. Dazu gehört in erster Linie die Pufferung - die Fähigkeit, eine konstante Konzentration an H + -Ionen aufrechtzuerhalten, wenn der Pufferlösung eine bestimmte Menge an starker Säure oder starker Base zugesetzt wird. Wenn zum Beispiel eine kleine Menge Perchlorsäure zu dem Acetatpuffer gegeben wird, tritt keine pH-Verschiebung zur Säureseite auf, da Perchlorsäure mit einem schwachen Säuresalz eine metabolische Zersetzungsreaktion eingeht. Infolge der Reaktion wird eine starke Säure, die den pH-Wert auf die saure Seite verschieben kann, durch eine schwache Säure und ein neutrales Salz ersetzt. Der Dissoziationsgrad einer Lösung eines schwachen Elektrolyten nimmt mit zunehmender Konzentration ab, geht gegen Null und es tritt keine pH-Verschiebung auf.
