science >> Wetenschap >  >> Chemie

Wat is een bufferoplossing?

Er zijn een aantal toepassingen in de chemie en biologie waarbij pH-veranderingen een groot negatief effect kunnen hebben. Een voorbeeld hiervan bestaat in het menselijk lichaam; veranderingen in de bloed-pH kunnen een verwoestend effect hebben, dus een mechanisme in het lichaam dat bekend staat als het bicarbonaatbuffersysteem houdt de pH van uw bloed onder controle. In laboratoriuminstellingen wordt een bufferoplossing gebruikt om vergelijkbare resultaten te bereiken. De bufferoplossing handhaaft een evenwicht in de pH van alles waarmee wordt gewerkt, waardoor wordt voorkomen dat invloeden van buitenaf de pH verschuiven en mogelijk alles verpest.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Een bufferoplossing bestaat uit een zwak zuur en zijn geconjugeerde base of een zwakke base en zijn geconjugeerde zuur. De twee componenten behouden een pH-balans die bestand is tegen verandering wanneer sterke zuren of basen eraan worden toegevoegd.
Bufferoplossingen

Een bufferoplossing is een oplossing die zowel een zuur als een base bevat. De oplossing wordt gemaakt door een zwak zuur te nemen en zijn geconjugeerde base toe te voegen (die wordt gevormd door een proton uit hetzelfde type zuur te verwijderen) of door een zwakke base te combineren met zijn geconjugeerde zuur. Het gebruik van conjugaten geeft een bufferoplossing weerstand tegen pH-veranderingen; het creëert een evenwicht tussen het zuur en de base, wat moeilijk is voor andere zuren of basen om te overwinnen. Zelfs wanneer sterke zuren of basen worden toegevoegd, vermindert het evenwicht tussen het zwakke zuur /base en het conjugaat de impact van de toevoeging op de totale pH van de oplossing.
Buffer pH

Bufferoplossingen hebben een breed scala aan toepassingen , zowel in de echte wereld als in het lab. Een gebufferde pH is vereist voor de meeste enzymen om correct te functioneren en buffering wordt gebruikt om een juiste kleurconcentratie te garanderen bij het gebruik van kleurstoffen. Bufferoplossingen worden ook gebruikt om apparatuur te kalibreren, met name pH-meters die mogelijk verkeerd zijn gekalibreerd als er geen buffer aanwezig is. Het is vermeldenswaard dat bufferoplossingen niet noodzakelijkerwijs een neutrale pH hebben, maar een uitgebalanceerde; bufferoplossingen gemaakt van citroenzuur, ammoniak, azijnzuur (dat in lage concentraties in azijn wordt gevonden) en andere verbindingen kunnen pH-waarden zo laag als 2 of hoger dan 10 hebben. Dit maakt het gebruik van bufferoplossingen mogelijk bij het werken met zeer sterke zuren of basen.
Buffercapaciteit

Hoewel bufferoplossingen resistent zijn tegen pH-veranderingen, betekent dit niet dat de pH van een bufferoplossing niet kan veranderen als voldoende sterk zuur of sterke base wordt toegevoegd. De hoeveelheid sterk zuur of base die een bufferoplossing kan innemen voordat significante pH-veranderingen optreden, wordt de buffercapaciteit genoemd. De capaciteit verschilt afhankelijk van de kerncomponenten van de bufferoplossing en hoeveel van het sterke zuur of base aan de oplossing wordt toegevoegd. Als een sterk zuur aan de bufferoplossing wordt toegevoegd, is de capaciteit gelijk aan de hoeveelheid base in de oplossing. Als een sterke base wordt toegevoegd, is de capaciteit gelijk aan de hoeveelheid zuur in de oplossing