Материал: Общая химия с физкалом

посторонних ОН— ионов и протолитического основания, которое нейтрализует посторонние Н+ (Н3О+) ионы в растворе. Пара протолитическая кислота – протолитическое основание в составе буферных систем отличаются на один протон Н+ .

Различают два основных типа буферных систем. Буферные системы I типа состоят из слабых кислот и

солей этих кислот и сильных оснований. К ним относятся:

Буферные системы II типа состоят из слабого основания и соли этого основания и сильной кислоты. К ним относятся:

Среди этих буферных систем биологическую роль играет только аммиачная БС, которая действует в выделительной системе.

71

5.2. Расчет рН буферных систем I типа

Для расчета рН буферных систем I типа используется следующая формула:

5.3. Расчет рН и рОН буферных систем II типа

Для расчета рОН буферных систем II типа используется

Для расчета рН буферных систем II типа используется формула:

5.4. Механизм буферного действия

Буферным действием называют способность данной системы сохранять постоянство рН при добавлении сильных кислот или оснований. Сущность механизма буферного действия заключается в том, что компоненты буфера вступают в химическое взаимодействие с ионами Н+ и ОН- посторонних кислот и оснований и переводят их в связанное состояние, т.е в состав малодиссоциированных электролитов. Реакции носят характер протолитических. В буферных системах I типа, состоящих из слабой кислоты и соли этой кислоты и сильного

72

основания, роль протолитической кислоты выполняет кислота буфера, а роль протолитического основания выполняет анион соли.

В буферных системах II типа,состоящих из слабого основания и соли этого основания и сильной кислоты, роль протолитической кислоты выполняет катион соли, а роль протолитического основания – основание буфера

Рассмотрим алгоритм записи механизма буферного действия.

Пример 1. Механизм буферного действия гидрокарбонатной буферной системы

Описание механизма буферного действия производится по следующему алгоритму:

записывается состав буферной системы

H2CO3 NaHCO3 ;

73

состояние компонентов буферной системы в водной среде отражают уравнения ионизации или диссоциации

компонентов БС. H2CO3 – слабая кислота, процесс ее распада

Ионизация двухосновной угольной кислоты идет по первой ступени:

при добавлении посторонней сильной кислоты, например, НСl в действие вступит соль буфера, т.к. она содержит анион, выполняющий роль протолитического

Таким образом, посторонняя сильная кислота заменяется эквивалентным количеством слабой протолитической кислоты, входящей в состав буфера, и рН раствора незначительно уменьшается;

при добавлении постороннего сильного основания, например NaOH в действие вступит кислота буфера, т.к. с точки зрения протолитической теории кислота, как донор протонов,

образуется анион соли, входящей в состав буфера, выполняющий роль слабого протолитического основания.

74

Таким образом, постороннее сильное основание заменяется эквивалентным количеством соли (слабого протолитического основания), входящей в состав буфера, и рН раствора незначительно увеличивается.

Пример 2. Механизм буферного действия фосфатной буферной системы:

состав фосфатной буферной системы:

при добавлении посторонней сильной кислоты, например, НСl в действие вступит та соль буфера, анион

выполняет роль протолитического основания.

Вывод: посторонняя сильная кислота заменяется эквивалентным количеством слабой протолитической кислоты

незначительно уменьшается.

при добавлении постороннего сильного основания, например NaOH в действие вступит та соль буфера ( NaH2PO4 ),

75