12,7 pufferek
tanulási célok
- definiálja a puffert.
- helyesen azonosítsa a puffer két összetevőjét.
amint azt a 12.4. szakasz jelzi: “erős és gyenge savak és bázisok és azok sói”, a gyenge savak viszonylag gyakoriak, még az általunk fogyasztott élelmiszerekben is. De néha találkozunk egy erős savval vagy bázissal, például gyomorsavval, amelynek erősen savas pH-ja 1,7. Definíció szerint az erős savak és bázisok viszonylag nagy mennyiségű H+ vagy OH− iont termelhetnek, következésképpen jelentős kémiai aktivitással rendelkeznek., Ezenkívül nagyon kis mennyiségű erős savak és bázisok nagyon gyorsan megváltoztathatják az oldat pH-ját. Ha 1 mL gyomorsavat adunk a véráramba, és nincs korrekciós mechanizmus jelen, a vér pH—ja körülbelül 7,4-ről 4,7-re csökken-ez egy olyan pH, amely nem segíti a folyamatos életet. Szerencsére a testnek van egy mechanizmusa az ilyen drámai pH-változások minimalizálására.
a mechanizmus bufferegy olyan megoldás, amely ellenáll a pH drámai változásainak, amely ellenáll a pH drámai változásainak., A pufferek ezt úgy teszik, hogy bizonyos oldott párokból állnak: vagy egy gyenge sav, plusz egy gyenge savból származó só, vagy egy gyenge bázis, plusz egy gyenge bázis sója. Például egy puffer állhat oldott HC2H3O2-ből (gyenge sav) és NaC2H3O2-ből (az abból a gyenge savból származó sóból). A puffer másik példája az NH3-at (gyenge bázist) és az NH4Cl-t (ebből a gyenge bázisból származó sót) tartalmazó oldat.
használjunk HC2H3O2 / NaC2H3O2 puffert annak bemutatására, hogyan működnek a pufferek., Ha erős bázist−OH—(aq) ionok forrását-adunk a pufferoldathoz, akkor ezek az OH− ionok sav-bázis reakcióban reagálnak a HC2H3O2−vel:
HC2H3O2(aq) + OH−(aq) → H2O(ℓ) + c2h3o2− (AQ)
ahelyett, hogy drasztikusan megváltoztatnák a pH-t azáltal, hogy az oldat alapvető, a hozzáadott OH-ionok reagálnak a H2O-ra, így a pH nem változik sokat.
ha erős savat—H+ ionok forrását-adunk a pufferoldathoz, akkor a H+ ionok reagálnak a sóból származó anionnal. Mivel a HC2H3O2 gyenge sav,nem ionizált., Ez azt jelenti, hogy ha sok H + ionok és C2H3O2-ionok vannak jelen ugyanabban az oldatban, akkor jön össze, hogy HC2H3O2:
H + (aq) + c2h3o2−(aq) → HC2H3O2 (AQ)
ahelyett, hogy megváltoztatja a pH drámaian és így az oldat savas, a hozzáadott H+ ionok reagálnak, hogy molekulák egy gyenge sav. Ábra 12.2 “az intézkedések pufferek” szemlélteti mindkét intézkedés egy puffer.
12.2. ábra a pufferek
pufferek mind az erős savakkal (felső), mind az erős bázisokkal (oldalsó) reagálhatnak a pH nagy változásainak minimalizálása érdekében.,
a gyenge bázisokból és gyenge bázisok sóiból készült pufferek hasonlóan működnek. Például egy puffert tartalmazó NH3, valamint NH4Cl, NH3 molekulák reagálhat a felesleges H+ ionok által bevezetett, erős savak:
NH3(aq) + H+(aq) → NH4+(aq)
Példa 15
, Amelyek kombinációi vegyületek lehet, hogy egy puffer-oldat?,
- HCHO2 és NaCHO2
- HCl és NaCl
- CH3NH2 és CH3NH3Cl
- NH3 és NaOH
- HCHO2 hangyasav, gyenge sav, míg a nacho2 a gyenge sav (a formátion) anionjából készült só. Ennek a két forrasztónak a kombinációja pufferoldatot hozna létre.
- a HCl erős sav, nem gyenge sav, így e két oldott anyag kombinációja nem eredményez pufferoldatot.
- a CH3NH2 metilamin, amely olyan, mint az NH3, amelynek egyik h atomját CH3 csoporttal helyettesítik. Mivel nem szerepel a 12. táblázatban.,2 “Erős savak és bázisok”, feltételezhetjük, hogy ez egy gyenge bázis. A vegyület CH3NH3Cl egy só készült, hogy a gyenge bázis, így a kombináció a két oldott anyag tenné pufferoldat.
- az NH3 gyenge alap, de a NaOH erős alap. E két oldott anyag kombinációja nem jelentene pufferoldatot.
- NaHCO3 és NaCl
- H3PO4 és nah2po4
- NH3 és (NH4)3PO4
- NaOH és NaCl
tesztelje magát
mely vegyületek kombinációi képesek pufferoldatot készíteni?,
- igen
- nem
nem
a pufferek csak korlátozott mennyiségű hozzáadott erős sav vagy bázis esetén működnek jól. Ha bármelyik oldott anyag teljesen reagál, az oldat már nem puffer, és gyors pH-változás következhet be. Azt mondjuk, hogy a puffer bizonyos kapacitással rendelkezikaz erős sav vagy bázis mennyisége a puffer ellensúlyozhatja.., Pufferek, amelyek több oldott oldott bennük kezdeni nagyobb kapacitások, mint várható.
az emberi vér pufferrendszerrel rendelkezik a pH szélsőséges változásainak minimalizálása érdekében . Ha ez a puffer jelen van, még akkor is, ha néhány gyomorsav közvetlenül a véráramba kerül, a vér pH-jának változása minimális lenne. A test számos sejtjében foszfátionokon alapuló pufferelő rendszer van.,
Food and Drink App: a sav, amely enyhíti a fájdalmat
bár a gyógyszerek nem pontosan “étel és ital”, lenyeljük őket, ezért vessünk egy pillantást egy savra, amely valószínűleg a leggyakoribb gyógyszer: acetilszalicilsav, más néven aszpirin. Az aszpirin jól ismert, mint egy fájdalomcsillapító és lázcsillapító (lázcsökkentő).
az aszpirin szerkezetét a mellékelt ábra mutatja. A savas rész kering; ez a H atom abban a részben, hogy lehet adományozni, mint az aszpirin működik, mint egy Brønsted-Lowry sav. Mivel nem szerepel a 12. táblázatban.,2 “Erős savak és bázisok”, az acetilszalicilsav gyenge sav. Azonban ez még mindig egy sav, és mivel néhány ember naponta viszonylag nagy mennyiségű aszpirint fogyaszt, savas jellege problémákat okozhat a gyomor bélésében, annak ellenére, hogy a gyomor védelmet nyújt a saját gyomorsav ellen.
12.3 ábra Az aszpirin molekuláris szerkezete
a körözött atomok a molekula savrészei.
mivel az aszpirin savas tulajdonságai problematikusak lehetnek, sok aszpirin márka a gyógyszer “pufferolt aszpirin” formáját kínálja., Ezekben az esetekben az aszpirin pufferanyagot is tartalmaz—általában MgO—, amely szabályozza az aszpirin savasságát a savas mellékhatások minimalizálása érdekében.
amennyire hasznos és gyakori, mint az aszpirin, hivatalosan 1899-től gyógyszerként forgalmazták. Az amerikai Food and Drug Administration (FDA), a kormányzati ügynökség megbízott felügyelete és jóváhagyása gyógyszerek az Egyesült Államokban, nem alakult, amíg 1906., Egyesek azzal érveltek, hogy ha az FDA—t az aszpirin bevezetése előtt alakították ki, akkor az aszpirin soha nem kapott jóváhagyást a mellékhatások-gyomor-bélrendszeri vérzés, fülcsengés, Reye-szindróma (májprobléma) és néhány allergiás reakció miatt. Az utóbbi időben azonban az aszpirint a szívinfarktus és az agyvérzés csökkentésére gyakorolt hatásairól is beszámoltak, így valószínű, hogy az aszpirin itt marad.
Key Takeaway
- a puffer olyan megoldás, amely ellenáll a pH hirtelen változásainak.
-
definiálja a puffert., Milyen két kapcsolódó kémiai összetevőre van szükség a puffer készítéséhez?
-
lehet-e puffert készíteni egy erős sav erős bázissal való kombinálásával? Miért vagy miért nem?
-
mely vegyületek kombinációi képesek puffert készíteni? Tegyük fel a vizes oldatokat.
- HCl és NaCl
- hno2 és NaNO2
- NH4NO3 és HNO3
- NH4NO3 és NH3
-
mely vegyületkombinációk hozhatnak puffert? Tegyük fel a vizes oldatokat.,
- H3PO4, valamint Na3PO4
- NaHCO3, valamint na2co3-ként
- NaNO3, illetve Ca(NO3)2
- HN3, valamint NH3
-
minden kombináció a 3. Gyakorlat, hogy egy puffer, írjon a kémiai egyenletek a reakciók a puffer alkatrészek, amikor egy erős sav-erős bázis egészül ki.
-
A 4. gyakorlat minden egyes kombinációjára, amely puffer, írja be a pufferkomponensek reakcióinak kémiai egyenleteit, amikor erős savat és erős bázist adnak hozzá.,
-
a teljes foszfát pufferrendszer négy anyagon alapul: H3PO4, H2PO4−, HPO42− és PO43−. Milyen különböző pufferoldatok készülhetnek ezekből az anyagokból?
-
magyarázza el, hogy a NaBr miért nem lehet komponens sem savas, sem bázikus pufferben.
-
két oldat készül, amelyek azonos koncentrációjú oldatokat tartalmaznak. Az egyik megoldás H3PO4-ből és Na3PO4-ből áll, a másik pedig HCN-ből és NaCN-ból. Melyik megoldásnak kell nagyobb pufferkapacitással rendelkeznie?,
-
két oldat készül, amelyek azonos koncentrációjú oldatokat tartalmaznak. Az egyik megoldás NH3-ból és NH4NO3-ból áll, a másik pedig H2SO4-ből és Na2SO4-ből. Melyik megoldásnak kell nagyobb pufferkapacitással rendelkeznie?
válaszok
-
a puffer egy gyenge sav vagy bázis és a gyenge sav vagy bázis sójának kombinációja.,
-
-
- nem
- igen
- nem
- igen
-
-
3b: erős sav: NO2− + H+ → HNO2; erős bázis: HNO2 + OH− → NO2− + H2O; 3d: erős bázis: NH4+ + OH− → NH3 + H2O; erős sav: NH3 + H+ → NH4+
-
-
Pufferek lehet a három kombináció: (1) H3PO4, valamint H2PO4−, (2) H2PO4−, illetve HPO42−, valamint (3) HPO42−, illetve PO43−. (Technikailag bármelyik két komponensből puffert lehet készíteni.,)
-
-
a foszfátpuffernek nagyobb kapacitással kell rendelkeznie.
-