ตัวแทนบัฟเฟอร์คืออะไร?

ในเคมีกรด-เบสสารบัฟเฟอร์เป็นสารที่สามารถใช้ในการรักษาสารละลายที่ค่า pH คงที่หรือระดับของความเป็นกรด-อัลเคอลกรดในสารละลายน้ำให้ไฮโดรเนียม (H ₃ o ⁺) ไอออนในขณะที่อัลคาลิสให้ไฮดรอกไซด์ (OH ^-) ไอออนค่า pH ของสารละลายคือการวัดความเข้มข้นสัมพัทธ์ของไอออนเหล่านี้วิธีแก้ปัญหาที่มีสารบัฟเฟอร์สามารถดูดซับไอออนไฮโดรเนียมหรือไฮดรอกไซด์เพิ่มเติมที่มีการแนะนำเมื่อมีการเพิ่มกรดหรือฐานโดยไม่ต้องเปลี่ยนอัตราส่วน H ₃ o ⁺/OH ^--

และไม่มีการเปลี่ยนแปลงในค่า pHบัฟเฟอร์ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติพบได้ในระบบชีวภาพและสารบัฟเฟอร์มีการใช้งานมากมายในวิชาเคมีและอุตสาหกรรม

^{เมื่อกรดถูกละลายในน้ำมันจะ mdash;ในระดับที่มากขึ้นหรือน้อยลง mdash;ionize เป็น h+ ions และประจุลบประจุลบH} + _{ions รวมกับน้ำเพื่อสร้างไอออนไฮโดรเนียม (H} 3 ^o +_{) และประจุลบเป็นที่รู้จักกันในชื่อฐานคอนจูเกตยกตัวอย่างเช่นกรดไฮโดรคลอริกน้ำสร้างไอออนไฮโดรเนียมและฐานคอนจูเกตคือคลอไรด์ไอออน: HCl + H} 2 O rarr; _H 3 ^o + ^{+ cl} -

ฐานคอนจูเกตสามารถทำปฏิกิริยากับไอออนไฮโดรเนียมเพื่อสร้างกรดใหม่ แต่ในกรณีนี้คลอไรด์ไอออนเป็นฐานที่อ่อนแอดังนั้นกรดไฮโดรคลอริกในน้ำประกอบด้วยน้ำเกือบทั้งหมดของไฮดรอกโซเนียมไอออนและคลอไรด์ไอออนทำให้เป็นกรดที่แข็งแรงอย่างไรก็ตามในกรดที่อ่อนแอการเกิดปฏิกิริยาย้อนกลับมีความสำคัญเนื่องจากฐานคอนจูเกตมีความแข็งแรงและทำให้ความเข้มข้นของไอออนไฮโดรเนียมต่ำกว่า

ส่วนผสมที่มีเกลือของกรดอ่อนพร้อมกับกรดที่ได้มาใช้เป็นสารบัฟเฟอร์ที่เป็นกรดเกลือช่วยให้มั่นใจได้ว่ามีฐานที่หลากหลายของกรดคอนจูเกตกรดที่แข็งแรงและเกลือของพวกเขาไม่มีประโยชน์ในฐานะสารบัฟเฟอร์เนื่องจากสารบัฟเฟอร์ที่เป็นกรดต้องการกรดจำนวนมากที่จะอยู่ในรูปแบบที่ไม่ได้รับไอออนและเนื่องจากค่า pH ไม่ว่าในกรณีใด ๆเฉพาะค่าที่เป็นกรดหรือเป็นด่างปานกลางในทำนองเดียวกันสารบัฟเฟอร์อัลคาไลน์มักจะเกี่ยวข้องกับเกลือของอัลคาไลที่อ่อนแอพร้อมกับอัลคาไลเอง

ตัวอย่างง่ายๆของสารละลายบัฟเฟอร์ที่เป็นกรดเป็นสารละลายน้ำของกรดอะซิติกและโซเดียมอะซิเตทกรดอะซิติกเป็นกรดอ่อนดังนั้นส่วนใหญ่จะไม่ถูกทำให้เป็นไอออนในการเพิ่มกรดไอออนไฮโดรเนียมเพิ่มเติมจะทำปฏิกิริยากับไอออนอะซิเตทจากโซเดียมอะซิเตทซึ่งก่อให้เกิดกรดอะซิติกมากขึ้นซึ่งส่วนใหญ่จะยังคงไม่เป็นไอออนและจะไม่มีผลกระทบต่อค่า pH มากนักเมื่อมีการเพิ่มอัลคาลีไฮดรอกไซด์เพิ่มเติม (OH ^-) ไอออนจะทำปฏิกิริยากับกรดอะซิติกเพื่อสร้างไอออนอะซิเตทและน้ำและด้วยไอออนไฮโดรเนียมจำนวนน้อยเพื่อสร้างน้ำมากขึ้นอีกครั้งโดยมีผลกระทบเล็กน้อยต่อค่า pHorgan สิ่งมีชีวิตมีสิ่งมีชีวิตใช้ตัวแทนบัฟเฟอร์ในหลายบทบาทตัวอย่างเช่นค่า pH ของเลือดจะต้องเก็บไว้ใกล้กับ 7.4 mDash;เล็กน้อยที่ด้านอัลคาไลน์ของความเป็นกลางเนื่องจากสารเคมีที่หลากหลายที่มีความเป็นกรดและความเป็นด่างที่แตกต่างกันสามารถเข้าสู่กระแสเลือดจากอาหารที่กินเข้าไปจึงจำเป็นต้องมีการบัฟเฟอร์เอเจนต์เพื่อให้แน่ใจว่าค่านี้จะได้รับการบำรุงรักษานี่คือความสำเร็จโดยการรวมกันของกรดคาร์บอนิก (H

2

Co ₃ ) และไฮโดรเจนคาร์บอเนต (HCO _{3 -}) ไอออน^{ตัวแทนบัฟเฟอร์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมและในผลิตภัณฑ์ทั่วไปมากมายพวกเขาจะใช้ในผงซักฟอกอาหารและในการต้มเพื่อให้แน่ใจว่าค่า pH อยู่ในช่วงที่ต้องใช้โดยยีสต์ที่รับผิดชอบการหมักแชมพูทำงานได้ดีที่สุดเมื่อเป็นกรดเล็กน้อยและโดยทั่วไปจะมีสารบัฟเฟอร์เพื่อป้องกันการสูญเสียความเป็นกรดในระหว่างการใช้งานบัฟเฟอร์ยังใช้กันอย่างมากในชีววิทยาและชีวเคมีบัฟเฟอร์สินค้าพัฒนาขึ้นในทศวรรษ 1960 โดย N.Eดีเป็นกลุ่มของตัวแทนบัฟเฟอร์ที่ออกแบบมาอย่างระมัดระวังไม่ให้ฉันรบกวนปฏิกิริยาทางชีวภาพ}