Дефиниција пуфера из хемије и биологије

Дефиниција пуфера из хемије и биологије

А тампон је раствор који садржи или слабу киселину и њену сол или слабу базу и со, који је отпоран на промене пХ. Другим речима, пуфер је водени раствор или слабе киселине и њене коњугатне базе или слабе базе и њене коњуговане киселине. Пуфер се такође може назвати пХ пуфер, хидроген јонски пуфер или пуфер раствор.

Пуфери се користе за одржавање стабилног пХ у раствору, јер могу да неутралишу мале количине додатне киселине базе. За дани пуферски раствор постоји радни опсег пХ и подешена количина киселине или базе која се може неутрализовати пре него што се пХ промени. Количина киселине или базе која се може додати пуферу пре промене пХ вредности назива се пуферним капацитетом.

Хендерсон-Хасселбалцх-ова једнаџба може се користити за одређивање приближног пХ пуфера. Да би се користила једначина, уместо равнотежне концентрације уноси се почетна концентрација или стехиометријска концентрација.

Општи облик хемијске реакције пуфера је:

ХА ⇌ Х+ + А

Примери пуфера

  • крв - садржи бикарбонатни пуферски систем
  • ТРИС пуфер
  • фосфатни пуфер

Као што је речено, пуфери су корисни у одређеним распонима пХ. На пример, овде је опсег пХ уобичајених пуферирајућих средстава:

БуфферпКаопсег пХ
лимунска киселина3.13., 4.76, 6.402.1 до 7.4
сирћетна киселина4.83,8 до 5,8
КХ2ПО47.26.2 до 8.2
борате9.248.25 до 10.25
ЦХЕС9.38.3 до 10.3

Када се приправи пуфер раствор, подешава се пХ раствора да би се постигао у тачно ефективном опсегу. Обично се додаје јака киселина, као што је хлороводонична киселина (ХЦл) за снижавање пХ киселих пуфера. Јака база, као што је раствор натријум хидроксида (НаОХ), додаје се да подигне пХ алкалних пуфера.

Како раде пуфери

Да бисте разумели како пуфер делује, размотрите пример пуферског раствора који је направљен растварањем натријум ацетата у сирћетној киселини. Сирћетна киселина је (као што можете рећи из имена) киселина: ЦХ3ЦООХ, док натријум ацетат дисоцира у раствору да би се добила коњугатна база, ацетатни јони ЦХ3ЦОО-. Једнаџба реакције је:

ЦХ3ЦООХ (ак) + ОХ-(ак) ЦХ3ЦОО-(ак) + Х2О (ак)

Ако се овом раствору дода јака киселина, ацетат јони неутралише:

ЦХ3ЦОО-(ак) + Х+(ак) ЦХ3ЦООХ (ак)

Ово помера равнотежу почетне реакције пуфера, одржавајући пХ стабилним. С друге стране, јака база реаговала би са сирћетном киселином.

Универзални пуфери

Већина пуфера делује у релативно уском распону пХ. Изузетак је лимунска киселина, јер има три пКа вредности. Кад неко једињење има више пКа вредности, постаје већи распон пХ за пуфер. Могуће је и комбиновање пуфера, под условом да су њихове пКа вредности блиске (разликују се 2 или мање) и подешавање пХ са јаком базом или киселином да би се достигао жељени опсег. На пример, МцИваине пуфер се припрема комбиновањем смеша На2ПО4 лимунска киселина. У зависности од односа између једињења, пуфер може да буде ефикасан од пХ 3,0 до 8,0. Мешавина лимунске киселине, борове киселине, моно-калијум-фосфата и диетил-барбитујске киселине може да покрије пХ вредност од 2,6 до 12!

Водич за одлагање кључа

  • Пуфер је водени раствор који се користи за одржавање пХ раствора готово константним.
  • Пуфер се састоји од слабе киселине и њене коњугатне базе или слабе базе и њене коњугиране киселине.
  • Капацитет пуфера је количина киселине или базе која се може додати пре него што се пХ пуфера промени.
  • Пример пуферског раствора је бикарбонат у крви који одржава унутрашњи пХ тела.

Извори

  • Бутлер, Ј. Н. (1964).Јонска равнотежа: математички приступ. Аддисон-Веслеи. п. 151.
  • Цармоди, Валтер Р. (1961). „Лако припремљена серија пуфера широког распона“. Ј. Цхем. Едуц. 38 (11): 559-560. дои: 10.1021 / ед038п559
  • Хуланицки, А. (1987). Реакције киселина и база у аналитичкој хемији. Превела Массон, Мари Р. Хорвоод. ИСБН 0-85312-330-6.
  • Мендхам, Ј .; Денни, Р.Ц .; Барнес, Ј. Д .; Тхомас, М. (2000). „Додатак 5“. Вогелов уџбеник квантитативне хемијске анализе (5. изд.). Харлов: Пеарсон Едуцатион. ИСБН 0-582-22628-7.
  • Сцорпио, Р. (2000). Основе киселина, база, пуфера и њихова примена у биохемијским системима. ИСБН 0-7872-7374-0.