Tamponlama ajanı - Buffering agent
Bir tamponlama maddesi , çözeltiye başka bir asit veya baz eklendiğinde , bir çözeltinin asitliğini ( pH ) istenen bir aralıkta tutmak için kullanılan zayıf bir asit veya bazdır . Başka bir deyişle, çözeltinin pH'ını istenen bir sınırın ötesinde değiştirecek gelecekteki bir kimyasal etkileşim beklentisiyle bir çözeltiye bir tamponlama maddesi eklenir. Tamponlama maddeleri değişken özelliklere sahiptir - bazıları diğerlerinden daha fazla çözünürdür; bazıları asidikken diğerleri baziktir . PH yöneticileri olarak tarım , gıda işleme , biyokimya , tıp ve fotoğrafçılık dahil birçok kimyasal uygulamada önemlidirler .
Genel Bakış
Bir tamponlama ajanı, zayıf bir asit veya zayıf bir baz olabilir. Tamponlama ajanları genellikle , diğer asitler ve bazlarla, özellikle güçlü bir asit veya güçlü bir bazla birleştirilen diğer asitlere ve bazlara yanıt olarak pH'ını yalnızca hafifçe değiştiren bir tampon solüsyonu oluşturmak için suya eklenir . Başka bir örnek, asit HA (protonlanmış) ile aspirinin tuz A - (protondan arındırılmış) formları arasındaki dengenin asidik mideden geçerken korunmasına yardımcı olacak MgO veya CaCO 3 gibi bir tamponlama maddesine sahip tamponlu aspirindir . hasta. HA aspirin formu olan kovalent molekül ve daha tahrişe, mide astar tarafından emilir. Aksi takdirde tuz biçimi, protone - bu tamponlama maddeleri yardımı antasit özellikleri mide asidi miktarı (HCI) azaltarak tuz formunda doğru dengeyi korumak için A - Daha fazla asit üretmek için HA .
Hareket mekanizması
Tamponlama ajanlarının çalışma şekli, güçlü bir asit veya güçlü bir baz eklendikten sonra tampon solüsyonlarının pH'ının ne kadar az değişeceği hesaplanarak görülebilir, oysa aynı ekleme tamponlu olmayan solüsyonun pH'ını önemli ölçüde değiştirecektir. Henderson-Hasselbalch denklemini kullanarak, asit ve eşlenik baz arasında, asitin eşlenik baza (asit tuzu) oranının logaritması cinsinden bir denge ifadesi elde ederiz. Zayıf asit ve tuzunun konsantrasyonları önemli ölçüde değişebilir, ancak oranlarının logu değişmeyecektir. Bu kombinasyonun ortaya çıkan pH'ı, Le Chatelier'in prensibi kullanılarak bulunabilir . Basit bir sayısal örnek için, zayıf asit ve tuzunun konsantrasyonlarının eşit olduğu durumu ele alalım. Eklenen güçlü bir baz [HA] 'yı yarıya indirirse ([HA], [HA] -0.5 [HA]' ya düşer), o zaman [A - ] [A - ] +0.5 [A - ] artacaktır çünkü HA'nın her molekülü ayrışmalar bir [A - ] molekülünü oluşturur . Böylece pH, log3 faktörü veya 0,5 pH birimi kadar yükseltilecektir (orijinal [HA] ve [A - ] eşit olduğunda):
![{\ displaystyle {\ begin {align} {\ ce {pH}} & = {\ ce {pK}} _ {a} + \ log \ left ({\ frac {[{\ ce {A-}}]} {[{\ ce {HA}}]}} \ sağ) \\ & = {\ ce {pK}} _ {a} + \ log \ left ({\ frac {{\ ce {mol}} \ {\ ce {A -}}} {{\ ce {mol}} \ {\ ce {HA}}}} \ right) \\ {\ ce {pH}} _ {yeni} & = {\ ce {pK}} _ {a} + \ log \ left ({\ frac {{\ ce {mol}} \ {\ ce {A -}} + 0,5 \ {\ ce {mol}} \ {\ ce {A-}}} {{\ ce {mol}} \ {\ ce {HA}} - 0,5 \ {\ ce {mol}} \ {\ ce {HA}}}} \ sağ) \\ & = {\ ce {pK}} _ {a} + \ log \ left ({\ frac {n + 0.5n} {n-0.5n}} \ right) \\ & = {\ ce {pK}} _ {a} + \ log \ left ( {\ frac {1.5n} {0.5n}} \ sağ) \\ & = {\ ce {pK}} _ {a} + \ log \ left ({\ frac {[{\ ce {A-}}] _ {orijinal}} {[{\ ce {HA}}] _ {orijinal}}} \ sağ) + \ log \ left (3 \ right) \ end {hizalı}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/36baa3e517e573023ca640118468dfc2b3280d99)
Bu nedenle, orijinal olarak pK a = 7 ve [HA] = [A - ] ise, [HA] 'yı yarıya indiren ve [A - ]' ye yarım ekleyen güçlü bir bazın eklenmesinden sonra pH 7.0'dan 7.5'e değişecektir . 1 L tamponsuz suya benzer bir 0.001 mol NaOH ilavesi yapılırsa, pH 7'den 11'e değişecektir.
Örnekler
Tarım
Monopotasyum fosfat (MKP) bir tamponlama ajanı örneğidir. Hafif asidik reaksiyona sahiptir; Üre veya diamonyum fosfat ile gübre olarak uygulandığında azot kaybına neden olabilecek pH dalgalanmalarını en aza indirir ve aynı zamanda potasyum besin sağlar.
İnsan
İnsanlarda asit-baz homeostazında işlev gören tamponlama ajanları hücre dışı ajanlar (örn., Bikarbonat , amonyak ) ve ayrıca hücre içi ajanlardır ( proteinler ve fosfat dahil ). Seyreltilmiş bir karışımı, monosodyum fosfat ve disodyum fosfat , fizyolojik s yaklaşım yapılabilir H ve fosfat yükleme veya bir madde olarak hizmet edebilir , kolonik lavaj .
Kağıt
Ortamdaki asitlerin etkisine direnmesini ve erken yaşlanmamasını sağlamak için kağıda sıklıkla kalsiyum karbonat eklenir.
Şampuanlar ve deterjanlar
Çoğu şampuan , hafif asidik olmaları için tamponlanmıştır. Tampon, sabunun alkaliliğini engeller . Bu maddelerden herhangi biri çok asidik veya çok alkali hale gelirse, kumaşa ve / veya cilde ve saça zarar verebilirler.
Ayrıca bakınız
Referanslar
- Atkins, Peter ; Jones, Loretta (2005). Chemical Principles: The Quest for Insight (Üçüncü baskı). New York: Freeman. ISBN 0-7167-5701-X .
- Harris, Daniel C. (2003). Kantitatif Kimyasal Analiz (Altıncı baskı). New York: Freeman. ISBN 0-7167-4464-3 .