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水素イオンまたは水酸化物が溶液に追加されると、バッファーはどのようにpHの変化を減らしますか?

バッファーは、酸または塩基が追加されたときにpHの変化に抵抗する溶液です。彼らは、追加のH+またはOH-イオンを中和する可能性のあるコンジュゲート酸塩基対を使用してこれを達成し、PH全体への影響を最小限に抑えます。これがどのように機能しますか:

1。バッファペア:

*緩衝液は、弱酸(HA)とその共役塩基(A-)、または弱い塩基(B)とその共役酸(BH+)で構成されています。

* 弱酸: 弱酸は溶液中に部分的にのみイオン化します。つまり、その水素イオン(H+)のすべてを放出しないことを意味します。

* コンジュゲートベース: コンジュゲートベースは、H+イオンを受け入れることができる弱酸の脱プロトン化された形です。

2。 pHの変化に抵抗する:

* h+:の追加 水素イオンが緩衝液に添加されると、共役塩基(A-)が反応して弱酸(HA)を形成します。

* a- + h + ha

*この反応は、追加されたH+を消費し、pHの大幅な減少を防ぎます。

* OH-:の追加 水酸化物イオンが緩衝液に添加されると、弱酸(HA)がそれらと反応して水と共役塩基(A-)を形成します。

* ha + oh- a- + h2o

*この反応は、追加されたOH-を消費し、pHの大幅な増加を防ぎます。

3。平衡およびバッファ容量:

*弱酸とその共役塩基の間の平衡は、バッファリングに不可欠です。

* pHの変化に抵抗するバッファーの能力は、弱酸の濃度とその共役塩塩分に依存します。濃度がほぼ等しい場合、バッファーは最も効果的です。

例:

酢酸(CH3COOH)と酢酸イオン(CH3COO-)を含む緩衝液溶液を考えてみましょう。

* h+:の追加 酢酸イオン(CH3COO-)は、追加されたH+と反応して酢酸(CH3COOH)を形成し、pH変化を最小限に抑えます。

* OH-:の追加 酢酸(CH3COOH)は、加えられたOH-と反応して水(H2O)と酢酸イオン(CH3COO-)を形成し、pHの変化を最小限に抑えます。

要約:

バッファーは、コンジュゲート酸塩基対を使用して、追加されたH+またはOHイオンを中和することにより、安定したpHを維持します。この能力は、酵素や他の分子が狭いpH範囲内で最適に機能する生物系にとって重要です。

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