פתרונות חוצצים: הכנה ושימוש

חוצצים - זה תמיסות המכילות מערכת חציצה. מערכות חוצצות שנקראות תערובת שבה הרכב מכיל חומצות חלשות יחס הכמותי שצוינו ומלחיהם עם בסיסים חזקים או בסיסים חלשים ומלחיהם עם חומצות חזקות. יש פתרונות ריכוז כזה יציב של H + יונים בבית ממס מדללת ניטראלי (מים) והוסף להם סכום מסוים של חומצות או בסיסים חזקים.

תמיסות בופר הן במימי הפתרונות האוקיינוסים, אדמה ביצורים חיים. מערכות אלה פועלות פונקציות בקרה תומך בינוני תגובה פעילה בערך נתון הכרחי להתרחשות מוצלחת של תגובות מטבוליות. פתרונות חוצצים מסווגים חומצי בסיסי. דוגמא יכולה להיות מערכת חיץ תצטט ראשונה, השני - אמוניום. הבחנת מאגרים טבעיים ומלאכותיים. פתרון חיץ טבעי הוא דם המכיל הידרוקרבונט, פוספט, חלבון, המוגלובין ומערכת חיץ חומצי. חיץ מלאכותי עשוי להיות חיץ יצטט, מורכב CH3COOH.

מאפיינים של המבנה הפנימי של מנגנון הפעולה של מערכות חיץ אנו רואים את הדוגמה של מערכת חיץ אצטט: אצטט חומצה / נתרן אצטט. בטווח הבינוני מימית רכיבים במערכת חיץ חשופים ניתוק אלקטרוליטי. אצטט נתרן כמו מלח של חומצה חלשה ובסיס חזק מנתק לחלוטין ליונים. הנוכחות של אניוני בתערובת חיץ תלויה בריכוז של מלח בה ומידת הניתוק. הריכוז של יוני H + במערכת החיץ עומד ביחס ישר לריכוז של חומצה בה ביחס הפוך תוכנו של מלחים של חומצה זו.

לכן, ריכוז יוני H + במאגר הבסיסי הוא ביחס ישר לריכוז של מלח בה ביחס הפוך הריכוז של בסיס.

בפועל במעבדה, להשתמש בפתרונות חיץ עם ערכים ידועים של pH. לפיכך, הכנת תמיסות בופר מתבצעת באמצעות פתרונות של חומצה חלשה והמלחים שלה עם בסיס חזק או בסיס חלש והמלח שלה עם חומצה חזקה. ואז על ידי שינוי היחס הכמותי בין הרכיבים, פתרונות חיץ מיוצרים עם pH setpoint. חלק תוהה איך הכנת הפתרון.

לדוגמה, יש צורך להכין חיץ אצטט בכמה ערכים של pH. בתחילה הכין פתרון 5M של חומצה אצטט אצטט נתרן. להכנת הפתרון הראשון לקחת 50 מ"ל של כל אחד מהמרכיבים. בהדרכת הנוסחא, ריכוז יוני H + בתמיסה שהתקבלה.

לקבלת הפתרון חיץ הבא לקחת 80 מ"ל של תמיסת חומצה ו 20 מ"ל של תמיסת מלח שהוכן קודם לכן. ישנם מספר ניסוחים של פתרונות חיץ שונים המשמשים לניתוח כימי ותרגול במעבדה.

עבור מאפייני מאגרים טיפוסיים. לאלה מתייחס Buffering בעיקר - את היכולת לשמור על הקביעות של ריכוז יוני H + כאשר הוסיפו כמות מסוימת של פתרון חיץ של חומצה חזקה או בסיס חזק. לדוגמא, אם חיץ יצטט להוסיף כמות קטנה של כלוריד חומצה, משמרת pH לצד החומצה אינה מתרחשת, מאז כלוריד החומצה יגיב פירוק חליפין עם מלח של חומצה חלשה. התגובה של מהלך מסוגל חומצה חזקה ה- pH לצד חומצה, והוחלף על ידי מלח חומצה חלשה נייטרלי. מידת הניתוק של פתרון אלקטרוליט חלש עם ריכוז גדל והולך יורדת לאפס, ואת משמרת pH מתרחשת.