バッファーの理解
* 構成: バッファー溶液は、弱酸とその共役ベース(または弱い塩基とその共役酸)で構成されています。
* 平衡: 弱酸とその共役ベースは平衡に存在します。
* ha(弱酸)⇌H + + a-(コンジュゲートベース)
* キープロパティ: pHの変化に抵抗するバッファーの能力は、平衡を大幅に移動することなく、追加されたH+またはOHイオンを吸収する能力から生じます。
バッファーが強酸でどのように機能するか
1。強酸の追加: 強酸(HClのような)がバッファー溶液に追加されると、H+イオンが放出されます。
2。共役ベースとの反応: 強酸からのH+イオンは、バッファー溶液に存在する共役塩基(A-)と反応します。
3。平衡のシフト: H+とA-の間の反応は、平衡を左にシフトし、弱酸(HA)の形成を支持します。
4。中和: この反応は、追加されたH+イオンを効果的に中和し、pHの劇的な増加を防ぎます。
5。バッファ容量: 緩衝液溶液は、弱酸(HA)の濃度が共役塩基(A-)よりも有意に高いまで、追加のH+イオンを中和し続けることができます。その時点で、バッファ容量は使い果たされ、pHは急速に変化し始めます。
例:
酢酸(CH3COOH)の緩衝液とそのコンジュゲートベースである酢酸イオン(CH3COO-)を考えてみましょう。
* Ch3CoOH⇌H + + CH3COO-
このバッファーにHCl(強酸)を追加する場合:
* HCl→H + + cl-
*追加されたH+イオンは酢酸イオンと反応します:H++ CH3COO-→CH3COOH
*この反応は平衡を左にシフトし、より多くの酢酸を生成し、H+濃度の増加を最小限に抑えます。
要約:
バッファーは、その共役塩基を使用して、追加されたH+イオンを中和することにより、強酸の添加時にpHの変化に抵抗します。この反応は、バッファシステムの平衡をシフトし、溶液の全体的なpHに対する強酸の影響を最小限に抑えます。