バッファアクション
バッファーソリューションは、少量の酸または塩基が追加されると、pHの変化に抵抗します。含めることによってこれを行います:
* 弱酸(HA): これにより、プロトン(H+)を寄付して、追加されたベースを中和することができます。
* 弱酸の共役ベース(A-): これにより、追加の酸を中和するために陽子を受け入れることができます。
酸の追加
* 反応: 酸(H+)が緩衝液に加えられると、共役塩基(A-)がH+と反応して弱酸(HA)を形成します。
* 効果: この反応は、追加されたH+を消費し、pHの大幅な低下を防ぎます。
* 例: 酢酸(CH3COOH)および酢酸イオン(CH3COO-)を含む緩衝液で、HClを追加すると、次の反応が生じます。
CH3COO- + H + -> CH3COOH
ベースの追加
* 反応: 塩基(OH-)が緩衝液に加えられると、弱酸(HA)がプロトンをOH-に寄付して水(H2O)とコンジュゲートベース(A-)を形成します。
* 効果: この反応は、追加されたOH-を消費し、pHの大幅な上昇を防ぎます。
* 例: 同様に酢酸/酢酸緩衝液で、NaOHを追加すると、次の反応が生じます。
Ch3COOH + OH--> CH3COO- + H2O
重要な違い
* 反応物: 弱酸は添加塩と反応しますが、共役塩基は酸を加えて反応します。
* 製品形成: 酸の添加は平衡を弱酸に向けてシフトし、塩基の添加は均衡を共役塩基にシフトします。
* pHの変化: 純水に同じ量を追加するのと比較して、酸またはベースを緩衝液に加えると、pHの変化は一般に小さくなります。
要約
バッファーは、酸または塩基のいずれかに反応するコンポーネントを持つことにより、pHを安定化し、効果的にそれらを中和し、大きなpH変動を防ぎます。関係する特定の反応は、酸と塩基が追加されるかによって異なりますが、両方の反応はバッファーの有効性の維持に寄与します。