Soluții tampon: preparare și utilizare

Soluțiile tampon sunt soluții 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 acizi tari. 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 îndeplinesc funcțiile de regulatori care susțin reacția activă a mediului la o anumită valoare necesară pentru succesul cursului 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 artificială poate fi un tampon acetat constând din CH3COOH.

Caracteristicile compoziției și mecanismului intern al sistemelor tampon vor fi luate în considerare utilizând sistemul tampon acetat ca exemplu: acid acetat / acetat de sodiu. În mediul apos, componentele sistemului tampon suferă o disociere electrolitică. Acetat de sodiu ca o sare a 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. Concentrația ionilor de H + în sistemul tampon este direct proporțională cu concentrația de acid din acesta și 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 sunt utilizate 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. Se efectuează apoi schimbarea rapoartelor cantitative ale componentelor, soluțiilor tampon cu o valoare dată a pH-ului. Unii sunt interesați de modul în care soluția este pregătită.

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 componentă. Guided by formula, concentrația de ioni H + în soluția rezultată este determinată.

Pentru următoarea soluție tampon, se ia 80 ml de soluție acidă și 20 ml de soluție 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. Acestea includ, în primul rând, tamponarea - capacitatea de a menține constanța concentrației de ioni H + când se adaugă o anumită cantitate de acid tare sau de bază tare la soluția tampon. De exemplu, dacă o cantitate mică de acid clorhidric este adăugată la tamponul acetat, pH-ul nu va trece la partea acidă, deoarece acidul clorhidric va reacționa cu sarea de schimb cu o sare slab acidă. Ca rezultat al reacției, un acid puternic, capabil de a modifica pH-ul la partea acidă, este înlocuit cu un acid slab și o sare neutră. Gradul de disociere a unei soluții a unui electrolit slab cu creșterea concentrației acestuia scade, tinde la zero și nu are loc schimbarea pH-ului.