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緩衝液、原理、特性、種類、例を理解する

バッファーソリューション、バッファー、原理、関数、プロパティ、タイプ、種類、例を理解する： 弱酸とその共役塩基の混合物、またはその逆を含む溶液です

緩衝液

クイックリードリスト公演
1.緩衝液の定義
2.緩衝液の種類
2.1.酸性緩衝液/緩衝液
2.1.1.酸の添加について
2.1.2.ベースの追加について
2.2.緩衝液/緩衝液はアルカリ性Bas
2.2.1.酸の添加について
2.2.2.ベースの追加について
3.緩衝液の特性
4.緩衝液の機能
5.緩衝液の種類
6.サンプル溶液/バッファーバッファー
6.1.緩衝液の問題の例
6.2.緩衝液の回答
6.3.これを共有：
6.4.関連記事：

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緩衝液の定義

緩衝液は、酸、塩基の添加、または水による希釈によってpHを維持（維持）できる溶液です。 一定量の酸、塩基、または水を加えても、緩衝液のpHは（一定に）変化しません。 緩衝液は、外部からの酸または塩基の添加を中和することができます。

緩衝液または緩衝液または緩衝液とも呼ばれる溶液は、 少量の酸、少量の塩基、または少量の水を加えてもpH値を維持できます （希釈）。 これは、緩衝液に酸性成分と塩基性成分からなる「緩衝液」である溶質が含まれているためです。 酸性成分はpHの上昇に耐える働きをし、アルカリ性成分はpHの低下に耐える働きをします。

緩衝液または緩衝液は、以下からなる溶液です。

  • 弱酸とその塩の混合物。

例：CH溶液の混合物3COOH（弱酸）およびCH。溶液3COONa（共役塩基）は、次の反応によって酸性緩衝液を形成します。

CH3COOH + NaOH→CH3COONa + H2O。

  • 弱塩基とその塩の混合物。

例：NH溶液の混合物4OH（弱塩基）およびNH。溶液4CL（共役酸）は、次の反応で塩基性緩衝液を形成します。

NH4OH + HCl→NH4CL + H2O。

緩衝液の種類

緩衝液成分/緩衝液は次のように分けられます：

  1. 酸性緩衝液/緩衝液

この溶液は、酸性領域（pH <7）のpHを維持します。 この溶液を得るために、弱酸と酸の共役塩基であるその塩から作ることができます。 もう1つの方法は、弱酸を強塩基と混合し、弱酸を過剰に混合することです。 混合物は、問題の弱酸の共役塩基を含む塩を生成します。 一般に、ナトリウムNa）、カリウム、バリウム、カルシウムなどの強塩基が使用されます。

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それがどのように機能するかは、CHを含む緩衝液で見ることができます3COOHとCH3COO– これは平衡状態にあります。 次のプロセスで：

  • 酸の添加について

酸の添加（H+）平衡を左にシフトします。 H.イオンはどこにありますか+ 追加するとCHと反応します。イオン3COO– CH分子を形成する3COOH。

CH3COO–（aq）+ H+（aq）→CH3COOH（aq）

  • ベースの追加について

塩基を加えると、OH。イオン– 塩基のそれはH.イオンと反応します+ 水を形成します。 これにより、平衡が右にシフトし、H。イオンの濃度が高くなります。+ 維持することができます。 したがって、塩基の添加は酸成分（CH3COOH）、H。イオンではありません+. 加えられた塩基はCH酸と反応します3COOHはCHイオンを形成します3COO– と水。

CH3COOH（aq）+ OH–（aq）→CH3COO–（aq）+ H2O（l）

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  1. 緩衝液/緩衝液はアルカリ性Bas

この溶液は、アルカリ性領域のpHを維持します（pH> 7）。 この溶液を得るために、弱塩基と塩から作ることができ、その塩は強酸に由来します。 もう1つの方法は、弱塩基を強酸と混合し、弱塩基を過剰に混合することです。

それがどのように機能するかは、NHを含む緩衝液で見ることができます3 平衡状態にあるNH4 +。 次のプロセスで：

  • 酸の添加について

酸を加えると、H。イオン+ 酸のOHionイオンに結合します–. これにより、平衡が右にシフトし、OH。イオンの濃度が高くなります。– 維持することができます。 さらに、この添加により、基本成分（NH。）が減少します。3）、OH。イオンの代わりに–. 加えられた酸は塩基NHと反応します3 NHイオンを形成する4+.

NH3 （aq）+ H+（aq）→NH4+ （私）

  • ベースの追加について

塩基を加えると、平衡が左にシフトするため、OH。イオンの濃度が高くなります。– 維持することができます。 添加された塩基は酸性成分（NH4+）、基本コンポーネント（NH3）と水。

NH4+ （aq）+ OH–（aq）→NH3 （aq）+ H2O（l）

バッファーソリューションのしくみ

緩衝液には酸と塩基が含まれており、酸とその共役塩基が含まれているため、Hイオンとうまく結合できます+ だけでなく、OH。イオン–. したがって、少量の強酸または強塩基を添加しても、pHは大きく変化しません。

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緩衝液の特性

緩衝液の特性は次のとおりです。

  1. 溶液を希釈してもpHは変化しません。
  2. 酸または塩基を溶液に加えても、溶液のpHは変化しません。

pHと緩衝液の関係は次のとおりです。

  1. 弱酸とその塩の混合物の緩衝液。

[H+] = Ka または[H+] = Ka

pH = – log H+

どこ：

Ka =平衡定数

=弱酸のモル数

=共役塩基のモル数

  1. 弱塩基とその塩の混合物の緩衝液。

[ああ–] = Kb または[H+] = Kb

pH = 14 – POH

POH = – log OH–

どこ：

Kb =平衡定数

=弱塩基のモル数

=共役酸のモル数

緩衝液の機能

  • この緩衝液の存在は、医学、写真、皮革産業、染料などの日常生活で見ることができます。 これらのアプリケーションに加えて、 関数 体液のように人体にこの緩衝液の概念を適用する。
  • この体液は、細胞内液または細胞外液に存在する可能性があります。 Hなどの細胞外液の主な緩衝系はどこにありますか2PO4–およびHPO42- 酸や塩基と反応することができます。 緩衝液システムに関しては、それは約7.4であるほぼ一定の血中pHを維持することができます。
  • 血漿のpHを維持して、7.35〜7.45の範囲のpH、つまりHCOionイオンからのpHにします。3–Naイオンで+. 血中pHが7.45を超えると、アルカローシスが発生し、過呼吸/過度の呼吸、激しい嘔吐を引き起こします。 血液のpHが7.35未満の場合、アシドーシスが発生し、その結果、心臓、腎臓、肝臓、消化が妨げられます。
  • 缶詰の加工食品のpHは、簡単に損傷/酸化されないように維持してください（安息香酸と安息香酸ナトリウム）。
  • さらに、この緩衝液の適用は、点眼薬などの日常生活で遭遇する可能性があります。
  • この緩衝液の存在は、医学、写真、皮革産業、染料などの日常生活で見ることができます。 これらの用途に加えて、この緩衝液の概念を体液などの人体に適用する機能があります。
  • この体液は、細胞内液または細胞外液に存在する可能性があります。 酸や塩基と反応する可能性のあるH2PO4-やHPO42-などの細胞外液の主な緩衝系。 緩衝液システムは、ほぼ一定の血液pH（約7.4）を維持することができます。
  • 血漿のpHを7.35から7.45の範囲、つまりHCO3-イオンからNa +イオンの範囲になるように維持します。 血中pHが7.45を超えると、アルカローシスが発生し、過呼吸/過度の呼吸、激しい嘔吐を引き起こします。 血液のpHが7.35未満の場合、アシドーシスが発生し、その結果、心臓、腎臓、肝臓、消化が妨げられます。
  • 腎臓でのH +イオンの排泄が妨げられないように、体液のpHを維持します。つまり、リン酸二水素酸（H2PO4-）とリン酸一水素塩基（HPO42-）です。
  • 缶詰の加工食品のpHは、簡単に損傷/酸化されないように維持してください（安息香酸と安息香酸ナトリウム）。
  • さらに、この緩衝液の適用は、点眼薬などの日常生活で遭遇する可能性があります。

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緩衝液の種類

緩衝液は、弱酸とその共役塩基または弱塩基とその共役酸の混合物から形成することができる。 構成する酸と塩基に基づいて、緩衝液は次のように2つに分けられます。

1. 酸性緩衝液

酸性緩衝液は、弱酸とその共役塩基から形成される緩衝液です。 酸性緩衝液のpHは7未満です。

例： CH3COOH（弱酸）およびCH3COO–（その共役塩基）。

2. ベース緩衝液

塩基性緩衝液は、弱塩基とその共役酸からなる緩衝液です。 アルカリ性緩衝液のpHは7を超えています。

例： NH3（弱塩基）およびNH4 +（その共役酸）。

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サンプルソリューション/バッファ バッファ

緩衝液の問題の例

  1. CH溶液800mlの場合、溶液のpHを決定します30.1MCOOHを400mlのCH溶液と混合3COONa 0.1M（Ka CH3COOH = 1.8×10-5) !
  2. 400mlのNH溶液が40.5MOHを100mlのNH溶液と混合します。4Cl 0.5M（Kb NH4OH = 1.8×10-5)
  3. CHからなる溶液の合計50ml3COOH1MおよびCH31M COONaは、1MHCl溶液を1Mlまで添加しました。 1M HClを加えた後、溶液のpHを測定します。 （Ka = 1.8 x 10-5)
  4. CHからなる溶液の合計50ml3COOH1MおよびCH3COONa1Mと50mlの水。 希釈後の溶液のpHを決定してください！

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回答 緩衝液

いいえ。 1

モルCH3COOH = 800 x 0.1 = 80 mmol

モルCH3COONa = 400 x 0.1 = 40 mmol

[H+ ] = Ka .na /nbk

= 1.8 x 10-5 x（80/40）

= 3.6 x 10 -5

pH = -log 3.6 x 10 -5

= 5 –ログ3.6

いいえ。 2

NHのモル3= 400 x 0.5 = 200 mmol

NH4Clのモル数= 100 x 0.5 = 50 mmol

[ああ–] = 1.8 x10 -5 x（200/50）

= 7.2 x 10 -5

pOH = – log 7.2 x 10 -5

= 5 –ログ7.2

pH = 14 –（5-log 7.2）

= 9+ログ7.2

いいえ。 3

モルCH3COOH = 50 x 1 = 50 mmol

モルCH3COONa = 50 x 1 = 50 mmol

HClのモル= 1 x 1 = 1ミリモル

CH3COONa + HCl-> CH3COOH + NaCl

最初は：………………50ミリモル………..1ミリモル…….50ミリモル–

反応：…………………。 1mmol………..1mmol……1mmol……..1mmol

____________________________________________________________ –

残り………：………………49ミリモル…………。 -…………..51ミリモル…….1ミリモル

したがって、pH = -log（1.8 x 10-5 x 51/49）

= -log 1.87 x 10-5 = 5 –ログ1.87

いいえ。 4

CH希釈3COOH：V1.M1 = V2.M

50×1 = 100xM2

M2 = 0,5

CH希釈3クーナ：V1.M1 = V2.M2

50×1 = 100xM2

M2 = 0,5