最初:
* バッファリング容量: 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。これは、弱酸とその共役ベース(または弱い塩基とその共役酸)が含まれているためです。
* pH安定性: バッファー溶液のpHは、少量の酸を加えると比較的安定しています。
酸を加えると:
* バッファリング容量が減少します: 追加された酸を中和するバッファーの能力は減少します。 共役塩基の濃度は減少しますが、弱酸濃度が増加します。
* pHの変化: 溶液のpHは、より迅速に減少し(より酸性になります)より迅速になります。
バッファリング容量を超えて:
* バッファー排出: 最終的に、追加された酸を中和するバッファーの能力は完全に使い果たされます。コンジュゲートベースの濃度は非常に低くなります。
* 急速なpHドロップ: その後、pHは、非緩衝溶液の挙動と同様に、酸を添加するたびに劇的に低下します。
要約:
*バッファー溶液に酸を添加すると、最初はpHにわずかな変化が生じます。
*より多くの酸が追加されると、pHの変化がより顕著になります。
*最終的に、pHの変化に抵抗するバッファーの能力は圧倒され、pHは急速に低下します。
例:
酢酸(Ch₃COOH)と酢酸イオン(Ch₃COO⁻)を含む緩衝液溶液を想像してください。酸(h⁺)を追加すると、次の反応が発生します。
ch₃coo⁻ +h⁺⁺ch₃cooh
当初、酢酸イオンは添加した水素イオンと容易に反応し、pHの変化を最小限に抑えます。ただし、より多くの酸が追加されると、酢酸イオンの濃度が減少し、添加酸を中和する緩衝液の能力が低下します。