بافر (تامپون) محافظ

محلول های بافر یا تامپون

 

 

گاهی لازم است محلولی را که دارای PH معین است، تهیه و ذخیره کنیم. نگهداری چنین محلولی حتی

مشکل‌تر از تهیه آن است. چنانچه این محلول در معرض هوا قرار گیرد، دی‌اکسید کربن (یک انیدرید اسید)

جذب می‌کند و اسیدی‌تر می‌شود. چنانچه محلول در ظرف شیشه‌ای ذخیره شود، ناخالصیهای قلیایی که در اثر

خیسیدن شیشه شسته می‌شود، ممکن است PH را تغییر دهد. در محلولهای بافر (تامپون)، PH در رقمی تا

حدودی ثابت، حتی وقتی مقادیر کم اسید یا باز به آنها اضافه می‌شود، محفوظ می‌ماند.

محلول های بافر متشکل از یک اسید ضعیف و نمک آن و یا یک باز ضعیف و نمک آن هستند مانند:

 

CH₃COOH , CH₃COONa

 

HF , KF

 

NH₄OH , NH₄Cl

 

KH₂PO₄ , K₂HPO₄

 

کاتیون نمک تاثیری در عملکرد بافر ندارد بنابراین بافرها را میتوان به صورت زیر نمایش دارد

 

CH₃COOH , CH₃COO^-

 

آنیون هایی که خاصیت آمفوتری دارند نیز میتوانند با باز مزدوج خود یک محلول بافری بسازند:

 

H₂PO₄^- ,HPO₄^2-

 

HCO₃^- , CO₃^2-

 

عملکرد بافر:

 

در یک محلول بافر تفکیک اسید به حالت تعادل رسیده ونمک آن نیز به طور کامل یونیده می شود. چنانچه

به این مخلوط تعادلی اسید اضافه کنیم یون ⁺H حاصل از تفکیک اسید تعادل را دچار آشفتگی میکند تعادل

طبق اصل لوشاتلیه در جهت مصرف این یون وتولید HA حرکت میکند در این بین نمک اسید ضعیف تامین

کننده منبع فراوان یون های A^- برای تبدیل یون A^- به اسید است. وقتی به این بافر باز اضافه کنیم یون OH^-

حاصل از تفکیک باز با یون H⁺ به شکل آب خارج میگردد یعنی وقتی باز اضافه میکنیم از یک طرف یون

OH^- وارد می شود واز طرف دیگر جذب H⁺ شده و خارج میشود اسید نیز هرچه بیشتر تفکیک میشود تا

H⁺ کافی برای خنثی کردن تمامی باز فراهم کند.

 

PH بافر :

 

PH بافرها را می توان مطابق فرمول زیر تعیین کرد به این رابطه، رابطه هندرسن – هسل باخ میگویند.

 

PH = PKa + logA^-/HA

 

بر اساس این رابطه مشخص است که هرگاه غلظت نمک یایون A^- با غلطت اسید HA برابر باشد PHبرابر PKa میشود.

 

ظرفیت بافر:

 

اگرچه بافر ها در مقابل افزایش اسید یا باز مقاومت میکنند ولی هر بافر ظرفیت معینی داشته و بیشتر از آن

یارای مقاومت در مقابل تغییر PH ندارد معمولا بافر هایی که نسبت غلظت اسید ونمک در آن 1:1 است

بیشترین ظرفیت دارند.

 

روشهای تهیه بافر:

 

به 6 روش می توان محلول های بافری را تهیه کرد.

1) اختلاط مستقیم یک اسید ضعیف و نمک آن

2) اختلاط مستقیم یک باز ضعیف و نمک آن

3) اختلاط یک اسید ضعیف با یک باز قوی به طوریکه عده مولهای اسید به کار رفته زیادتربوده واسید به طور اضافی باقی بماند و با محصول واکنش یعنی نمک اسید ضعیف بافر بسازد.

 

مثلا اگر CH₃COOH (استیک اسید) و NaOH (سدیم هیدروکسید) رابایکدیگر ترکیب کنیم محصول

CH₃COONa (سدیم استات) است حال اگر نسبت هایی از CH₃COOH و NaOH بکار بریم که

NaOH به طور کامل مصرف شده و از CH₃COOH اضافی بماند مقدار اضافی CH₃COOH و

CH₃COONa تولید شده مجموعا بافر تشکیل می دهند.

 

4) اختلاط یک باز ضعیف با یک اسید قوی به طوریکه عده مولهای باز به کار رفته زیاد تر بوده و باز به

طور اضافی باقی بماند و با محصول واکنش یعنی نمک باز ضعیف بافر بسازد

 

به طور مثال در واکنش NH₄OH با HCl که NH₄Cl محصول می دهند اگر پس از پایان از

NH₄OH اضافی بماند با NH₄Cl تولید شده مجموعا بافر میسازند.

 

5) ترکیب نمک یک اسید ضعیف با یک اسید قوی به طوریکه عده مولهای نمک زیادتر بوده درپایان

واکنش نمک اضافی بماند و با محصول واکنش یعنی اسید ضعیف بافر بسازد

 

مثلا اگرNaF را با HCl مخلوط کنیم محصول HF بدست میآید که در صورتی که NaF اضافی بماند

مجموعا بافر می سازند.

 

6) ترکیب نمک یک باز ضعیف با یک باز قوی به طوریکه عده مولهای نمک زیادتر بوده درپایان واکنش

نمک اضافی مانده وبا محصول واکنش یعنی بازضعیف یک بافر بسازند.

 

مثلا در نتیجه اختلاط NH₄Cl با NaOH محصول NH₄OH بدست می آید که در صورتی که از NH₄Cl

اضافی بماند مجموعا بافر می سازدند.

 

 

استفاده از محلولهای بافر در صنعت و طبیعت

 

استفاده از بافرها بخش مهمی از بسیاری فرآیندهای صنعتی است. مثالهایی در این مورد، آبکاری و تهیه چرم

و مواد عکاسی و رنگها هستند. در پژوهشهای باکتری شناسی برای حفظ PH لازم جهت رشد باکتریهای

مورد مطالعه، محیطهای کشت معمولا بافری هستند. بافرها بطور وسیعی در شیمی تجزیه و همچنین برای

مدرج کردن PH سنج بکار می‌رود. بدن انسان به وسیله بی کربنات، فسفات و سیستمهای پیچیده پروتئین در

بافری است.

 

 با تشکر از سایت شیمی

از شیمی آموختم

من از چرخش الکترون ها به دور هسته آموختم که کل جهان به دور مرکز هستی می چرخد و از حرکت

پیوسته ذرات چه ارتعاشی چه انتقالی یا دورانی که ثبات و سکون در آفرینش راه ندارد و پیوسته در مسیر تغییر

و تحول و تکامل هستیم.

از شیمی آموختم که هر چه فاصله ما از مرکز افرینش وخالق هستی بیشتر باشد ما و نیستی ما آسانتر

خواهد بود همانطوری که جدا کردن الکترون از دورترین لایه اتم آسانتر است.

از تلاش ذرات بی شعور برای پایدار شدن متعجب شدم و دریافتم که شعوری والا و اندیشه ای برتر در

پس پرده هدایت گر نقش ها و طرح هاست از پیوند اتم ها برای پایدارشدن دریافتم که اتحاد در مرز پایداری

است و از گازهای نجیب کامل شدن را رمز پایداری یافتم.

از بحث واکنشهای چند مرحله ای و زنجیری آموختم که ما ذره های حد واسط مراحل زندگی هستیم که در یک

مرحله واکنش متولد می شویم و در واکنشی دیگر می میریم و هدف آفرینش و خلقت فراتر از تولید و مصرف

ماست.

از بحث تعادل های شیمیایی و واکنشهای برگشت پذیر آموختم که جهان تعادلی است پویا و دینامیک که گرچه

در ظاهر خواص ماکروسکوپی ثابت و یا متغییری دارد اما در درون در تکاپو و فعال است

 

 و از شیمی آموختم که از دست دادن فرصت ها واکنش های برگشت ناپذیری هستند که تکرار انها میسر

نخواهد بود.

از شبکه بلور جامد های یونی آموختم که با وجود تضادها می توان چنان گرد هم آمد و پیوستگی ایجاد کرد که

شبکه ای مقاوم در مقابل دماهای ذوب بالا بوجود آید..

سایت های مهم علمی

http://danesh.bizhat.com/BasicScience/Chemistry.htm