緩衝液は、弱塩基とその共役酸、または弱酸とその共役塩基を組み合わせることによって形成される混合物として定義できます。緩衝液に酸または塩基を加えても、pH は変化しません。
緩衝液には、酸性緩衝液 (pH 7 未満) とアルカリ性緩衝液 (pH 7 以上) の 2 種類があります。緩衝液は、pH測定ツールと電極の参照サンプルとして、また他の多くの溶液のphを調整するための参照として機能します。
アルカリ緩衝液は、弱塩基とその塩基の塩で構成されています。アルカリ緩衝液は、水酸化アンモニウムと塩化アンモニウムを特定の割合で組み合わせたものです。これらの緩衝液は、リン酸緩衝液が藻や霧を引き起こす可能性がある、植えられた水槽または非常に硬水で使用されます。
アルカリ緩衝液を含む溶液
アルカリ性緩衝液の pH は 7 より高くなります。この弱塩基とその塩の 1 つは、アルカリ性緩衝液の作成に広く使用されています。
アンモニア溶液と塩化アンモニウム溶液のブレンドは確かに顕著な例です。それらが等モル量でブレンドされた場合、溶液のpHは9.25でした.どの濃度を使用しても、それらがすべて同じである限り、違いはありません。
緩衝液とその働き
緩衝液には、追加された水素イオンと水酸化物イオンを除去する成分が含まれている必要があります。あるいは、その pH が変化します。これは、酸性またはアルカリ性の緩衝液によってさまざまな方法で達成されます。
いつものように、アンモニアと塩化アンモニウム溶液のブレンドを使用します。
アンモニアは確かに弱塩基であるため、平衡点はかなり左側になります。
NH 3[aq] + H 2 0 [l] ⇌ NH 4 + [aq] +ああ – [aq]
塩化アンモニウムは、これに大量の追加のアンモニアを提供します。ルシャトリエの原理によれば、平衡位置はさらに左にシフトします。
その結果、ソリューションには次の主要な要素が含まれます。
- 分解されていない量のアンモニア。
- 塩化アンモニウム由来の豊富なアンモニウムイオン。
- 流体には、アルカリ性にするのに十分な水酸化物イオンがすでに含まれています。
他の分子 (水や塩化物イオンなど) の存在は、推論には関係ありません。
緩衝液への酸の取り込み
入れた水素イオンを取り除くには 2 つの方法があるようです。
それを取り除くためにアンモニアが使われます。
アンモニウム分子は、おそらくヒドロキシル基が標的とする可能性が最も高い塩基性物質です。それらの反応の結果、アンモニウムイオンが生成されます。
NH 3[aq] + H + [aq] ⇌ NH 4 + [aq]
水素イオンは大部分が除去されますが、完全には除去されません。アンモニウム イオンは弱酸性であるため、再びいくつかの水素イオンが放出されます。
水素イオンは、水酸化物イオンと反応して除去されます。
アンモニアと水の間の相互作用により、水酸化物イオンが生成されたことに注意してください。
NH 3[aq] + H 2 0 [l] ⇌ NH 4 + [aq] +ああ – [aq]
水素イオンがこれらすべての水酸化物イオンと混合すると、水が形成されます。これが起こるとすぐに、バランスは水酸化物イオンを置換するようにシフトします。これは、水素原子の大部分が除去されるまで繰り返されます。
明らかな平衡により、多くの水素イオンが除去されるわけではなく、大部分のみが除去されます。
この緩衝液にアルカリを加えます。
アンモニウム イオンが関与する単純な反応により、アルカリから水酸化物イオンが除去されます。
NH 4 + [aq] + ああ – [aq] ⇌NH 3[aq] + H 2 O [l]
生成されたアンモニアは弱塩基と思われるため、水と反応してプロセスを可逆的にする可能性があります。これは、溶液中に存在する水酸化物イオンの大部分 (すべてではない) が除去されたことを示しています。
結論:
アルカリ性緩衝液は、酸性緩衝液と連携して pH とアルカリ度 (KH) を上昇させる非リン酸緩衝液です。これらの緩衝液は、リン酸緩衝液が藻や雲の覆いを引き起こす可能性がある、植えられた水槽または非常に硬水で使用されます.アルカリ緩衝液は pH を上昇させ、7.2 ～ 8.5 の緩衝範囲を維持します。マイルドで無害で、淡水生態系に有益です。アルカリ緩衝液は、リン酸塩が存在しないという点で他の緩衝液と区別されます。そのため、過剰なリン酸塩が藻類の発生を促進する可能性がある、植えられた水槽に適しています.
