محلول های بافری
يک سیستم بافرمی تواند مقدارقابل توجهی اسید یا باز رابدون آنکه تغییر عمده ای در PH محلول رخ دهد جذب نماید محلول های بافر ازمخلوط یک اسید ضعیف بانمک آن ویا محلول
بازضعیف بانمک آن تهیه می شوند. وزمانی بیشترین کارایی رادارند که غلظت اسيد ضعیف با
بازمزدوجش ( HA و A- ) ویا غلظت بازضعیف بااسید مزدوجش( MOH و M+ )
برابرباشد.محلولهای بافر درحیات مابسیاربااهمیت می باشند .ازجمله خون یک بافربسیارمهم است
که باعث می شود PHمحیط بدن درمقابل مواد غذایی متنوع ویاداروهایی که می خوریم ثابت بماند.
برای این که مکانیسم این پدیده را مشاهده نمایید دراینجا کلیک کنید.
بدنیست بدانیدزمانی که ورزشکاران درلحظات اضطراب ناشی از مسابقه ورقابت، سریعترو
عمیق تر نفس می کشند تهویه بیش از اندازه میزان CO2 موجوددرخون راکاهش می دهد
درنتیجه مقداربیشتری H2CO3 طبق رابطه زیر تجزیه شده تاطبق اصل لوشاتلیه این کاهش
جبران شود H2O + CO2 <ــــ H2CO3 امادرنتیجه این عمل تعادل میان
-HCO3 و H2CO3 به هم می خورد برای جبران H2CO3 مصرفی تعادل زیر صورت
می گیرد H3O+ + HCO3- → H2O+ H2CO3 ممکن است. ـHCO3
به حدی کم شود که برای جبران آن PH خون افزایش یابد دراین شرایط رگهای خون درمغز
انقباض یافته وخون کمی به مغز میرسددراین حالت ورزشکار دچارسرگیجه وگاه بیهوش
می شود دراین وضعیت تنفس عادی شده و PHبه مقدارطبیعی بارمی گردد.
هرگاه يک عامل کاهنده درتماس بايک عامل اکسنده قرارگيرد .الکترون خودرابطور مستقيم به عامل اکسنده منتقل می کند ويک واکنش اکسايش ـ کاهش به صورت خود بخودی صورت می گيردکه در نتيجه آن سطح انرژی فراورده ها پايين ترازسطح انرژی واکنش دهنده ها می باشد درنتيجه انرژی آزاد خواهد شد.واگرمانع تماس فيزيکی دوعامل اکسنده وکاهنده شويم والکترون هاراتوسط يک رشته سيم رسانا منتقل نماييم به اين ترتيب درسيم جريانی ازالکترون بوجود می آيد.برای انتقال يونها نيزبايد از الکتروليت مناسب استفاده نمود.درسلول های گالوانی به اين طريق انرژی شيميايی به الکتريکی تبديل می شود.
هرسلول گالوانی ازدونيم سلول درست شده است وهرنيم سلول معمولاشامل يک تيغه فلزی (الکترود)است که درمحلولی ازيونها ی( الکتروليت)خود قراردارد.
با توجه به اين که مهمترين تفاوت فلزات درازدست دادن الکترون می باشد.هرگاه يک فلز در محلولی از يونهای خود قرارگيرداگراتمهای فلز پايدارترازيون آن باشد، مانند فلزهای کم فعاليت ويا فلزهای غير فعال نظير Cu،Ag،Hg،Pt...دراين حالت يون درشبکه فلزنفوذ نموده و فلز دارای بارمثبت ومحلول دارای بارمنفی خواهد شد .
درصورتی که يون فلز پايدارتراز اتم فلز باشد مانند فلزهای گروه اول ودوم ..... اتم فلز با از دست دادن الکترون بصورت يون واردمحلول شده ودراين حالت محلول پتانسيل بيشتری نسبت به تيغه فلزی خواهد داشت هرچه اختلاف درپايداری فلز ويون آن بيشترباشد اختلاف پتانسيل بين تيغه و محلول آن بيشتر خواهد بود .
حال اگر دونیم سلول ازدوفلزمختلف راتوسط يک سيم رسانا بهم وصل نماييم وبرای انتقال يونها وبستن مدار ازيک پل نمکی استفاده کنيم می توانيم اختلاف پتانسيل دونيم سلول را توسط ولتمتر اندازه گيری نماييم.
در اینجا می توانید با انتخاب دوفلز متفاوت والکتروليت مناسب چگونگی کار سلولهای ولتایی را ببينيد.
با تشکر از کلاس شیمی
باران دیروز عصر مرا با یک چتر به خیابان کشاند، رگباری زد و آرام گرفت، به پارک نزدیک خانه رسیده بودم، زمین خیس خورده، بوی رویایی خاک، قطرات روی شاخه های سرد، در هراس سقوط، سبزه های به نم نشسته، کمی آنسوتر صدای خنده و شادی دو کودک...
اسیدو باز : 1-مدل آرنیوس : ماده ای که پس از حل شدن در آب
تولید پروتون (یون+ H ) کند اسید نامیده میشود واگر تولی
( OH-) کند باز است
2- مدل لوری- برونستد :اسید دهنده ی پروتون وباز پذیرنده
پروتون است .
2-لوویس : مولکول یا یونی که دست کم یک جفت الکترون نا
پیوندی داشته باشد باز واگر دست کم یک اوربیتال خالی
داشته باشد اسید نامیده می شود .
نکته1 : طی یک واکنش اسید –باز همواره یک باز باگرفتن پروتون
به یک اسید تبدیل می شود .به اسید حاصل که در سمت راست
معادله نوشته می شود اسید مزدوج می گویند .
نکته2 : طی یک واکنش اسید –باز همواره یک اسید بااز دست
دادن پروتون به یک باز تبدیل می شود .به باز حاصل که در
سمت راست معادله نوشته می شود باز مزدوج می گویند
توجه : هنگامی که یک اسید ،H+ می دهد یک بار منفی به آن
اضافه می شود وماده ای که +Hبگیردیک بار مثبت به آن اضافه
می شود .
اسید قوی دارای ویژگی های زیر است .1- درجه یونش یا درصد
یونش بالا 2 –ثابت یونش Ka بزرگ 3- PKa کوچک
( منفی لگاریتم هر کمیت را با Pنشان می دهند .)
اسید های قوی عبارتند از : H2SO4 , HI , HBr ,
HCl , HNO3 , HClO3 , H3O+ ، HClO4
باز های قوی عبارتند از : هیدروکسید های گروه اول وبرخی از
هیدروکسید های گروه دوم
نکته3 : هر چه یک اسید قوی تر باشد باز حاصل ازآن ضعیف تر
است وپایداری بیش تری خواهد داشت .
نکته4 : هر چه یک باز قوی تر باشد اسید حاصل ازآن ضعیف تر
است وپایداری بیش تری خواهد داشت .
نکته5 : هراسید با توجه به این که چند پروتون می تواند به آب
بدهد در یکی از دسته های تک پروتونی ، دو پروتونی ، سه
پروتونی قرا رمی گیرد .مانند ( HCl , H2CO3 , H3PO4 )
نکته6 :هر اسید به اندازه ی تعداد پروتونی که می تواند از
دست بدهد(ظرفیت اسید ) .می تواند مراحل تفکیک داشته
باشد .
نکته7 : آمفوتر ماده ای که در مقابل اسید خاصیت بازی ودر
مقابل باز خاصیت اسیدی داشته باشد .
PH : مقیاسی برای مقایسه ی میزان اسیدی یابازی یک محلول
است که دانشمندی به نام سورن سن آن راPHنامید
نکته 8: اگر حجم یک محلول اسید قوی با افزودن آب خالص تا ده
برابر افزایش یابد ، مقدار PHیک واحد زیاد می شود .
نکته9 : اگر حجم یک محلول باز قوی با افزودن آب خالص تا ده
برابر افزایش یابد ، مقدار PHیک واحد کم می شود.
شناساگر : ترکیب های شیمیایی هستند که می توانند در PH
های مختلف رنگ های متفاوتی داشته باشند
نوار کاغذی ، PHسنج دیجیتالی وآب کلم نیز می توانند به عنوان
معرف استفاده شوند .
اسید های آلی (کربوکسیلیک اسید ) ترکیباتی هستند که دارای
یک یا چند گروه عاملی کربوکسیل ( COOH) میباشند .
نکته10:اگر بار الکتریکی روی یک اتم به طریقی روی کل یون
پخش شود ، در این صورت آن یون پایدارتر است
نکته11 : قرار گرفتن هالوژن ها( F> Cl > Br >I )در ساختار
اسیدهای آلی برقدرت اسیدی آن ها می افزاید .
نکته12 : هر چه تعداد هالوژن ها در ساختار اسیدهای آلی بیش
تر باشد قدرت اسید بیش تر است . (هر چه هالوژن به گروه
عاملی کربوکسیل ( COOH) نزدیک تر باشد قدرت اسیدی آن
ترکیب بیش تر است )
نکته13: آمین ها ترکیبات آلی هستند که شباهت زیادی به
آمونیاک دارند.ازجایگزین کردن هیدروژن های آمونیاک باگروه
آلکیل آمین ها به دست
می آیند . آمین ها بازهای ضعیفی هستند وباپذیرفتن یک پروتون
به یون آلکیل آمونیوم تبدیل می شوند . گروه آلکیل قدرت باز را
زیاد میکند
نکته14 :باز قوی دارای ویژگی های زیر است .1- درجه یونش یا
درصد یونش بالا 2 –ثابت یونش بزرگ 3- PK bکوچک
نکته 15 : هیدرولیز یا آبکافت: واکنش یک نمک با آب که می تواند
محلول حا صل اسیدی ، بازی ، خنثی باشدراآبکافت گویند .
نمک هاسه دسته اند (اسیدی ، بازی ، خنثی ) هستند توجه
داشته باشید که.آنیون اسید قوی وکاتیون باز قوی هیدرولیز
نمی شوند .
نکته 16 : بافر (تامپون ، محافظ ) محلول هایی که درمقابل
تغییرات کم PHمقاومند وبااضافه کردن مقدار کمی اسید یابازPHآن
ها تغییر نمی کند .مانند محلول های زیر ( خون انسان دارای
خاصیت بافراست. مخلوط NH4Cl , NH3))یک بافر است )
نکته 17: محلول بافر ازدوجزءبانسبت های معین تشکیل شده
است (.یک اسیدضعیف ونمک آن یایک باز ضعیف ونمک آن )
نکته18: PHمحلول بافر ازرابطه ی به دست می آید .
استر : یکی از مهمترین مشتق های کربوکسیلیک اسیدها
هستند و ترکیباتی که ازواکنش اسیدهای آلی باالکل ها بدست
میآیند استرهایی که
تعداد کربن آن ها کم باشند .طعم وبویی مطبوع دارند مانند
عطروبوی گل هاومیوه ها .
نکته19 : اگر به جای اتم هیدروژن گروه کربوکسیل گروه آلکیل
قرار گیرد ترکیبی به نام استر به دست می آید.
نکته 20 : واکنش استری شدن یک واکنش برگشت پذیر است
یعنی دراثر واکنش استر وآب ، اسید والکل به دست می آید.
نکته21 : آبکافت (هیدرولیز) استر ها در محیط قلیایی به
طوربرگشت ناپذیری صورت می گیرد که تولید ماده ای به نام
صابون می کند .
نکته22: آمینو اسیدها: ترکیباتی آلی هستند که هم دارای گروه
بازی NH2 وهم دارای گروه اسیدی COOHهستند. هم بااسید ها
واکنش می دهند وهم بابازها این ترکیبات واحد سازنده ی
پروتیین هاهستند آمینو اسیدها جامد هایی با نقطه ذوب بالا
هستند ،
نکته 23: نقطه ی پایانی : حجمی ازمحلول استاندارد است که
برای خنثی شدن کامل محلول مجهول مصرف میشود . این حجم
به طور تجربی وازروی تغییر رنگ معرف اندازه گیری می شود .
(نقطه ی هم ارزی از روابط ریاضی وبه کمک نمودار به دست
میاید
(با آرزوی موفقیت برای تمامی دانش پژوهان گرامی ، سعیدی )
1- كدام گزينه درست است ؟
الف ) چون تراكم بار الكتريكي يون H+ بسيار كم است ، اين يون در حالت محلول به شدت آب پوشيده مي شود .
ب) Al2O3 نمونه اي از يك اكسيد بازي است .
ج ) يونCl - اسيد مزدوج HCI مي باشد .
د ) K2O نمونه اي از يك باز آرنیوس است .
2- كدام يك از اكسيدهاي فلزي زير آمفوتر است ؟
الف ) CuO ب ) CaO ج ) Fe2O3 د ) Al2O3
3- در محلول H3PO4 غلظت كدام يون نسبت به يون هاي ديگر كم تر است ؟
الف )+ H ب ) 3- PO4 ج )- H2PO4 د) غلظت اين يون ها باهم برابر است .
4- واكنش HCl + NH3 ↔ Cl- + NH4+ را در نظر بگيريد . دراين واكنش بازهاي برونستد كدام اند ؟
الف ) NH4 + ب) NH4+ , NH3 ج )NH3 د NH3 , Cl- (
HCO3- 7 - واحد ثابت تفكيك آب كدام است ؟
mol2.L2 ( 2 mol2.L2- ( 3 mol.L ( 4 mol.L-1 (
6- طبق تعريف ...............اسيد دهنده ي پروتون و باز پذيرنده ي پروتون است .
الف ) لاووزيه ب ) برونستد و لوري ج ) آرنیوس د ) لوويس
7- pH محلول كدام نمك بزرگ تر است ؟
الف) K2S ب) NH4CH3COO ج) KBr د) AlCl3
8- pH محلول كدام نمك كوچك تر است ؟
الف) NH4Cl ب) NaCl ج) Na2S د) K2CO3
9- هر چه مقدار pKa .............باشد ، اسید قوي تر است و هر چه اسيد قوي تر باشد PH آن ......... است .
الف ) بزرگ تر - بزرگ تر ب ) بزرگ تر- كوچك تر
ج ) كوچك تر – بزرگ تر د ) كوچك تر – كوچك تر
10- محلول كدام يك از نمك هاي زير اسيدي است ؟
الف) NaHCO3 ب) NaNO3 ج) NaHSO4 د) NaI
11-کدام گزینه درست است ؟
الف ) همه ي اسيدهاي قوي تر از H3O+ به طور كامل در آب تفكيك مي شوند .
ب ) يكاي pKa «مول برليتر» مي باشد .
ج ) اسيدهاي كربوكسيليك از نمونه هاي اسيدهاي قوي هستند .
د ) هيدروفلوئوريك اسيد و هيدروسيا نيك اسيد و پركلريك اسيد از نمونه هاي اسيدهاي ضعيف هستند .
12- محلول نمك سديم هيدروژن سولفات ، كاغذ ليتموس را به رنگ ........... در مي آورد.
الف ) سرخ ب ) آبي ج ) زرد د ) بنفش
13- متیل نارنجي در محلول Na2S به كدام رنگ در مي آيد ؟
الف ) زرد ب) نارنجي ج ) بي رنگ د ) سرخ
14- كدام نمك هاي زير از دسته ي نمک های بازي هستند ؟
الف) NH4Cl , KCl ب ) K2S , NaCH3COO
ج) NaCl , KCN د) NH4Cl , NH4CH3COO
15- هرگاه pH آب در يك دماي معين برابر 6 باشد ، غلظت يون هيدرونيوم چند مول بر ليتر است ؟
و ثابت تفكيك آب چقدر است ؟
الف )1.0 × 10-12 , 1.0 × 10-6 ب ) 1.0 × 10-14 , 1.0 × 10-6
ج ) 1.0 × 10-14 , 1.0 × 10-7 د ) 1.0 × 10-12 , 1.0 × 10-7
16- محلول نمك هاي K3PO4 در آب و NH4ClO4 درآب چه خاصيتي دارد ؟ ( بطور جداگانه )
الف ) اسيدي – بازي ب ) بازي - اسيدي ج ) خنثي – اسيدي د ) خنثي – بازي
17 -PH يك محلول برابر11 مي باشد غلظت يون هيدرونيوم در اين محلول چند مول بر ليتر است ؟ اين محلول اسيدي است يا بازي ؟
10-11- بازی ( د 10-11 - اسيدي (ج 10-3 - بازي ( ب 10-3 - اسيدي (الف
18- كدام مطلب نادرست است ؟
الف ) با افزودن اندکی NaOH به محلول بافر ، PH آن تقریبا" ثابت می ماند .
ب ) محلول بافر را مي توان از يك باز ضعيف و نمك آن تهيه كرد .
ج ) با افزودن سديم استات به محلول استيك اسيد ، pH آن افزايش مي يابد .
د ) با افزودن مقداري KCl به محلول HCL مي توان يك محلول بافر تهيه كرد .
19- كدام يك از گزينه هاي زير بافر است ؟
الف ) صابون ب ) خون ج ) سركه د ) آب ليمو
20- با توجه به غلظت يون هاي +H و –OH در چهار محلول زير ، قدرت بازي كدام محلول بيشتر است ؟
الف [H+]=10-12( ب) [H+]=10-7 ج )[OH-]=10-10 د ) [OH-]=10-13
21- pH محلول 01/0 مولار NaOH چنداست ؟
الف ) 2 ب ) 10 ج ) 12 د ) 13
24- pH محلول يك مولار HNO3 چنداست ؟
الف) صفر ب ) 1 ج )1/0 د ) 2
25- كدام دو تركيب زير مي توانند براي تهيه ي يك محلول بافر به كاربرده شوند ؟
الف) HCl , KCl ب)- H2PO4- , HPO42
ج) NH4Cl , NaCl د) NH4Cl , NaCH3COO
26- محلول كدام نمك ليتموس را سرخ مي كند ؟
الف ) CaBr2 ب ) NH4NO3 ج ) Na3PO4 د ) K2SO3
27- كدام گزينه نادرست است ؟
الف ) در محلول فسفر يك اسيد غلظت يون+H3O از همه ي يون هاي موجود در محلول بيشتر است .
ب ) در اسيد هاي چند پروتني ، يونش مرحله اول قوي تر از مراحل بعدي است .
ج ) Ka براي تمام مراحل تفكيك يك اسيد چند پروتني يكسان نيست .
د ) از اسيد هاي چند پروتني مي توان سولفوريك اسيد و پركلريك اسيد را نام برد .
28- در دماي معيني pH محلولي از امونياك برابر 10 مي باشد و درجه تفكيك يوني آن01/0 است . 250 ملي ليتر از اين محلول با چند ميلي ليتر محلول HCL نيم مولار واكنش مي هد ؟
الف ) 5 ب ) 25 ج )5/2 د ) 20
دبیر شیمی از شهرستان دورود هستم بسیار خوشحال خواهم شد که با نظرات سازنده خود مارا در پربار کردن وبلاگ یاری کنید استفاده از مطالب وبلاگ برای دانش آموزان وهمکاران بلا مانع است .
