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酸を溶液に加えたときに、バッファーはどのようにpHが大幅に変化しないようにしますか?

酸を溶液に加えると、pHの変化に抵抗するためのバッファーがどのように機能するかを次に示します。

1。バッファとは?

バッファー溶液は、少量の酸または塩基が追加されるとpHの変化に抵抗する混合物です。通常、弱酸とそのコンジュゲートベース、または弱い塩基とその共役酸が含まれています。

2。バッファのアクション

* 弱酸/塩基: 弱酸(酢酸、CH3COOHなど)または弱い塩基(アンモニア、NH3など)は、溶液中に完全に解離しません。これは、それぞれ水素イオン(H+)または水酸化物イオン(OH-)を部分的に放出することを意味します。

* コンジュゲートペア: 弱酸とその共役塩基(酢酸イオン、Ch3COO-)または弱い塩基とその共役酸(アンモニウムイオン、NH4+)は平衡状態に存在します。

3。酸(H+)を追加します

バッファーソリューションに酸を加えると、次のことが起こります。

* 共役ベースは、追加されたH+:と反応します 追加された水素イオンは、バッファーの共役ベースと反応することにより中和されます。 たとえば、酢酸緩衝液で:

ch3coo-(aq) + h +(aq)⇌ch3cooh(aq)

* 平衡シフト: 平衡は、弱酸の形成を支持するようにシフトし、追加されたH+を消費し、pHの変化を最小限に抑えます。

4。ベース(OH-)を追加します

バッファソリューションにベースを追加すると、次のことが起こります。

* 弱酸は、追加されたOH-:と反応します 追加された水酸化物イオンは、緩衝液中の弱酸と反応することにより中和されます。例えば:

ch3cooh(aq) + oh-(aq)⇌ch3co-(aq) + h2o(l)

* 平衡シフト: 平衡は、共役ベースの形成を支持するようにシフトし、追加されたOHを消費し、pHの変化を最小限に抑えます。

要約

バッファーは、弱酸/塩基とその共役塩基/酸との間の可逆反応を使用して、追加のH+またはOHIONを中和することにより機能します。バッファシステムは本質的に酸または塩基を「吸収」し、溶液の全体的なpHの大幅な変化を防ぎます。

重要な注意: バッファーの容量は限られています。過剰な量の酸またはベースを追加すると、最終的にバッファーが圧倒され、pHが劇的に変化します。

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