Общие представления о буферных растворах

Буферный раствор – раствор, pH которого сохраняется постоянным при разбавлении или добавлении к нему сильной кислоты или сильного основания.

Буферный раствор содержит одновременно слабую кислоту (слабое основание) и соль этой кислоты (основания).

Буферные растворы делят на:

• кислотные (например, ацетатный буфер – CH₃COOH + CH₃COONa)

· основные (аммиачный буфер – NH_{3 aq} + NH₄Cl)

Буферная емкость – это количество кислоты или основания, которое необходимо добавить к 1 л буферного раствора, чтобы изменить pH на единицу.

Механизм действия ацетатного буферного раствора.

CH₃COONa ® CH₃COO^– + Na⁺ (a = 1)

CH₃COOH CH₃COO^– + Н⁺ (a<<1, поскольку диссоциация подавлена присутствием одноименных ацетатных ионов, образующихся при диссоциации соли).

При добавлении к такому буферному раствору какой-либо кислоты (а значит, на самом деле, Н⁺), протоны связываются с ацетат-ионами соли:

CH₃COO^– + Н⁺ ® CH₃COOH

В результате концентрация Н⁺ сохраняется постоянной, а, следовательно, не изменяется и pH раствора. Т.о. буферная емкость по отношению к кислоте определяется количеством ацетата натрия в растворе.

При добавлении к раствору основания (OH^–-ионов), происходит взаимодействие этих ионов с протонами, образующимися при диссоциации кислоты:

Н⁺ + OH^– ® H₂O

В результате равновесие диссоциации смещается вправо (по принципу Ле Шателье), в растворе опять образуются протоны, и рН не изменяется. Т.о. буферная емкость по отношению к основанию определяется количеством уксусной кислоты в растворе.

Механизм действия основного буферного раствора аналогичен.