Τα ρυθμιστικά διαλύματα αντιδρούν σε οξέα και βάσεις διατηρούν το ρΗ σε ένα;
Τι είναι τα buffer;
Τα ρυθμιστικά διαλύματα είναι διαλύματα που περιέχουν ένα αδύναμο οξύ και τη συζευγμένη βάση του (ή μια αδύναμη βάση και το συζευγμένο οξύ του). Αυτός ο συνδυασμός τους επιτρέπει να εξουδετερώνουν αποτελεσματικά τόσο τα οξέα όσο και τις βάσεις.
Πώς λειτουργούν τα buffer:
* Προσθήκη οξέος: Όταν ένα οξύ προστίθεται σε ένα ρυθμιστικό διάλυμα, η βάση συζευγμένης βάσης στο ρυθμιστικό διάλυμα αντιδρά με το προστιθέμενο οξύ για να σχηματίσει το αδύναμο οξύ. Αυτή η αντίδραση καταναλώνει το προστιθέμενο οξύ, ελαχιστοποιώντας την αλλαγή στο ρΗ.
* Προσθήκη βάσης: Όταν μια βάση προστίθεται σε ένα buffer, το αδύναμο οξύ στο ρυθμιστικό διάλυμα αντιδρά με την προστιθέμενη βάση για να σχηματίσει τη συζευγμένη βάση του. Αυτή η αντίδραση καταναλώνει την προστιθέμενη βάση, ελαχιστοποιώντας και πάλι την αλλαγή στο pH.
Παράδειγμα:
Ένα κοινό ρυθμιστικό διάλυμα είναι ένα διάλυμα οξικού οξέος (CH3COOH) και η συζευγμένη βάση του, οξική (CH3COO-).
* Προσθήκη οξέος: Εάν προσθέσετε HCl (ένα ισχυρό οξύ) σε αυτό το ρυθμιστικό διάλυμα, τα οξικά ιόντα αντιδρούν με τα ιόντα Η+ από το ΗΟΙ για να σχηματίσουν οξικό οξύ, διατηρώντας το ρΗ σχετικά σταθερό.
* Προσθήκη βάσης: Εάν προσθέσετε NaOH (μια ισχυρή βάση) στο ρυθμιστικό διάλυμα, το οξικό οξύ αντιδρά με τα ΟΗ-ιόντα από το ΝαΟΗ για να σχηματίσουν ιόντα οξικού άλατος, αντιστέκοντας και πάλι μια σημαντική αλλαγή ρΗ.
Γιατί τα buffer είναι σημαντικά;
Τα buffer είναι ζωτικής σημασίας για τη διατήρηση ενός σταθερού ρΗ σε πολλά βιολογικά και χημικά συστήματα, όπως:
* αίμα: Το σύστημα ρυθμιστικού αίματος (που περιλαμβάνει κυρίως καρβονικό οξύ και διττανθρακικό) βοηθά στη διατήρηση ενός σταθερού ρΗ γύρω στο 7.4, το οποίο είναι απαραίτητο για την κυτταρική λειτουργία.
* κυτταρικές διεργασίες: Πολλά ένζυμα και βιολογικές αντιδράσεις απαιτούν να λειτουργούν σωστά συγκεκριμένες περιοχές ρΗ. Τα buffers εξασφαλίζουν ότι διατηρούνται αυτές οι βέλτιστες συνθήκες.
* Χημικές αντιδράσεις: Τα ρυθμιστικά διαλύματα χρησιμοποιούνται σε πολλές χημικές αντιδράσεις για τον έλεγχο του ρΗ και εξασφαλίζουν το επιθυμητό αποτέλεσμα.
Συνοπτικά: Τα ρυθμιστικά αντιστέκονται στις μεταβολές στο pH αντιδρώντας με πρόσθετα οξέα ή βάσεις, διατηρώντας έτσι ένα σταθερό περιβάλλον pH. Είναι βασικά συστατικά σε πολλά βιολογικά και χημικά συστήματα.
