Soluții tampon: preparare și utilizare

Soluțiile tampon sunt soluțiile care conțin sisteme tampon. Sistemele tampon sunt amestecuri care conțin un anumit raport cantitativ dintre acizii slabi și sărurile lor cu baze puternice sau baze slabe și sărurile lor cu acizii puternici. Astfel de soluții au o concentrație stabilă de ioni de H + atunci când sunt diluați cu un solvent neutru (apă) și se adaugă o anumită cantitate de acizi sau baze puternice.

Soluțiile tampon se găsesc în apele oceanelor lumii, soluțiile de sol și organismele vii. Aceste sisteme servesc ca regulatori care susțin reacția activă a mediului la o anumită valoare necesară pentru succesul curselor de reacții metabolice. Soluțiile tampon sunt clasificate în acid și bazic. Un exemplu al primului poate fi sistemul tampon acetat, al doilea - amoniu. Există soluții tampon naturale și artificiale. O soluție tampon naturală este sânge care conține sisteme de hidrocarbonat, fosfat, proteine, hemoglobină și tampon acid. O soluție tampon artificată poate fi un tampon acetat constând din CH3COOH.

Caracteristicile compoziției și mecanismului intern al sistemelor tampon vor fi luate în considerare pe exemplul sistemului tampon acetat: acid acetat / acetat de sodiu. În mediul apos, componentele sistemului tampon sunt supuse disocierea electrolitică.Acetat de sodiu deoarece sarea unui acid slab și a unei baze puternice se disociază complet în ioni. Prezența anionilor într-un astfel de amestec tampon depinde de concentrația sării din acesta și de gradul de disociere a acestuia. Concentrația ionilor de H + în sistemul tampon este direct proporțională cu concentrația de acid din acesta și este invers proporțională cu conținutul sării acide din acesta.

Astfel, concentrația ionilor de H + în tamponul principal este direct proporțională cu concentrația sării din acesta și invers proporțională cu concentrația bazei.

În practica de laborator se utilizează soluții tampon cu valori ale pH-ului cunoscute. Astfel, prepararea soluțiilor tampon este realizată utilizând soluții de acid slab și sarea sa cu o bază tare sau o bază slabă și sarea sa cu un acid tare. Apoi, se schimbă rapoartele cantitative ale componentelor, se produc soluții tampon cu o valoare dată a pH-ului. Unii sunt interesați de modul în care se face soluția.

De exemplu, este necesar să se prepare un tampon acetat cu mai multe valori ale pH-ului. Inițial, se prepară soluții 5M de acetat și acetat de sodiu. Pentru a prepara prima soluție, luați 50 ml din fiecare dintre componente. Guided by formula, concentrația de ioni H + în soluția rezultată este determinată.

Pentru următoarea soluție tampon, se iau 80 ml din soluția acidă și 20 ml din soluția de sare preparată mai devreme. Există o serie de rețete pentru diferite soluții tampon utilizate în analizele chimice și în practica de laborator.

Pentru soluțiile tampon, unele proprietăți sunt caracteristice. Celor se referă în primul rând tamponarea - abilitatea de a menține constanța concentrației de ioni H + când se adaugă într-o anumită cantitate de soluție tampon a unui acid tare sau o bază puternică. De exemplu, dacă un tampon acetat pentru a adăuga o cantitate mică de clorură acidă, nu se produce modificarea pH la partea acidă, deoarece clorura acidă reacționează descompunere schimb cu o sare a unui acid slab. Reacția unui mișcare acid puternic capabil pH-ul la partea acidă și înlocuită cu o sare de acid slab neutru. Grad de disociere soluția unui electrolit slab cu creșterea concentrației sale scade, tinde la zero și nu are loc schimbarea pH-ului.