Buffer di chimica che cosa sono?

Buffer di chimica che cosa sono?

I buffer sono molto importanti in molte tecniche di laboratorio anche come in una varietà di processi biologici naturali. Buffer viene anche utilizzato in situazioni quotidiane, ad esempio nel trattamento dell'acqua di piscina. In generale, soluzioni tampone fanno uso delle proprietà di sia un acido debole o una base debole. Le speciali caratteristiche di questi prodotti chimici in soluzione e consentire loro di resistere alle variazioni di pH quando vengono aggiunti più forte acidi o basi.

Nozioni di base di buffer

I buffer sono soluzioni, quasi sempre basati sull'acqua come solvente, che mostrano variazioni relativamente modeste nel pH quando vengono aggiunte piccole quantità di un acido forte o base. Dal momento che il pH è una misura dell'acidità o alcalinità di una soluzione, l'aggiunta di un acido forte all'acqua sostanzialmente dovrebbe diminuire il pH (cioè, girare l'acqua acida aumentando la concentrazione di ioni idrogeno, o H +), così come l'aggiunta di una forte base dovrebbe risultare in un aumento del pH. L'equilibrio chimico tra un acido debole o una base debole e suo sale di controparte, tuttavia, funziona contro tali variazioni di pH.

Principi chimici di Buffering

Un acido è una combinazione chimica che può dare fino a ioni positivi di idrogeno, H + e può essere pensata come HA dove H è l'idrogeno che si perde e A è il resto della molecola. In soluzione, solo alcune molecole di un acido debole rompono per formare H + e A-. Quando viene aggiunto un acido forte, H + da questo acido combina con A-dall'acido debole per ri-forma HA. Questo legame a H + dall'acido forte che altrimenti causerebbero il pH a goccia. Essenzialmente lo stesso processo si applica se una base viene aggiunto quando una base debole è usata per fare la soluzione tampone.

pH e pKa

L'equilibrio tra un acido debole e i suoi prodotti è indicato da un valore chiamato Ka, che è uguale al prodotto delle concentrazioni di H + e A-diviso per la concentrazione dei HA intatto. Il negativo logaritmo in base 10 di questo valore è chiamato la pKa. Una soluzione tampone è più utile quando la pKa dell'acido debole usato per renderlo è vicino al pH che si suppone di mantenere la soluzione.

Applicazioni di buffer

Buffer vengono frequentemente utilizzati nel lavoro di laboratorio di biologia, poiché numerosi enzimi e proteine solo funzionerà correttamente in una gamma stretta di pH. Una soluzione comune è soluzione salina tampone fosfato, che utilizza sali di fosfato e mantiene il pH intorno a 7,4. Ci sono molti altri possibili buffer, che coprono una vasta gamma di pH. Acido citrico, ad esempio, può produrre il buffer con pH che vanno da 2,5 a 5.6. Aggiunta di sostanze chimiche come il bicarbonato per piscine produce un effetto tampone per impedire acqua acida e corrosione di infissi. Sangue è anche una soluzione tampone naturale; utilizza il debole acido carbonico (H2CO3) per mantenere un pH relativamente neutro.