สารละลายบัฟเฟอร์
สำหรับคำว่า "Buffer" นั้น แปลว่า รับน้ำหนัก แต่ในสารละลายที่เป็น Buffer นั้น คือสารละลายอิเล็กโทรไลต์ ที่เมื่อใส่กรดแก่ หรือเบสแก่ลงไปเล็กน้อย ค่า pH จะไม่เปลี่ยนไป หรือก็คือ สารละลายนั้นทำหน้าที่ "รับน้ำหนัก" ไม่ให้กรดแก่หรือเบสแก่ มีอิทธิพลในการเปลี่ยนแปลงค่า pH นั่นเอง
การทำงานของสารละลาย Buffer
สารละลาย Buffer แบ่งเป็น 2 ประเภท คือ Buffer กรด และ Buffer เบส
ตัวอย่างสมดุล HA <----------> A- + H+
Ka = [A-][H+] / [HA]
[H+] = Ka[HA] / [A-]
take -log ทั้งสองข้าง จะได้
-log[H+] = -log([HA]Ka / [A-])
pH = -log ([HA]Ka / [A-])
เช่นเดียวกับบัฟเฟอร์เบส B + H2O <----------> BH+ + OH-
เราจะได้ pOH = -log ([B]Kb / [BH+])
เราจะเห็นว่า เราสามารถควบคุมค่า pH หรือ pOH ได้ ในสารละลาย Buffer เราต้องทำให้มีค่าน้อย โดยการเติม A- หรือ BH+ ลงไป เมื่อมีการใส่กรดแก่หรือเบสแก่ลงไปเล็กน้อยนั้นนั้น H+ หรือ OH- ที่ได้จากการแตกตัว มีผลต่อสมดุล และค่า pH ได้น้อยมากๆ ทั้งนี้เพราะ [A-] หรือ [BH+] มีค่ามาก แถมยังอยู่ในฟังก์ชัน log อีก ทำให้ค่า pH เปลี่ยนไปน้อยมากๆ จนถือว่าไม่เปลี่ยนไปเลย
วิธีการสร้างสารละลาย Buffer
จากการทำงานของ Buffer ทำให้เรารู้ว่า เราต้องเติมคู่เบสของกรดอ่อน หรือคู่กรดของเบสอ่อนในสารละลายลงไป เพื่อกำหนด และคงค่า pH ไว้ แต่การสร้างสารละลาย Buffer นั้น เราไม่สามารถหาคู่เบสหรือคู่กรดที่อยู่ในรูปไอออนมาได้โดยตรง แต่เราสามารถใส่เกลือเบส หรือเกลือกรดลงไปแทนได้ การสร้างสารละลาย Buffer มีด้วยกัน 6 วิธี แบ่งเป็นวิธีตรง 2 วิธี และวิธีอ้อม 4 วิธี
วิธีตรง ได้แก่
1. ใส่ กรดอ่อน + เกลือเบส เช่น CH3COOH + CH3COONa
2. ใส่ เบสอ่อน + เกลือกรด เช่น NH3 + NH4Cl
วิธีอ้อม ได้แก่
1. ใส่ กรดแก่ + เบสอ่อน โดยกำหนดให้เบสอ่อนเหลือไว้ และเราจะได้เกลือกรดและน้ำเป็นผลิตภัณฑ์
เช่น HCl + NH3 ----------> NH4Cl + H2O
2. ใส่ เบสแก่ + กรดอ่อน โดยกำหนดให้กรดอ่อนเหลือไว้ เราจะได้เกลือเบสและน้ำเป็นผลิตภัณฑ์
เช่น NaOH + CH3COOH ----------> CH3COONa + H2O
3. ใส่เกลือเบส + กรดแก่ โดยกำหนดให้เกลือเบสเหลือไว้ เราจะได้กรดอ่อนและเกลือกลางเป็นผลิตภัณฑ์
เช่น CH3COONa + HCl ----------> CH3COOH + NaCl
4. ใส่เกลือกรด + เบสแก่ โดยกำหนดให้เกลือกรดเหลือไว้ เราจะได้เบสอ่อนและเกลือกลางเป็นผลิตภัณฑ์
เช่น NH4Cl + NaOH ----------> NH3 + NaCl + H2O (ในกรณีนี้ได้น้ำมาด้วย)
**เราไม่จำเป็นต้องกังวลว่า สารอื่นเช่น Na หรือ Cl จะส่งผลให้ค่า pH เปลี่ยนไป เพราะจากสมการการทำงานของ Buffer ข้างต้น ทำให้เรารู้ว่า Na และ Cl ไม่ได้อยู่ในสมการเลย จึงไม่มีผลต่อค่า pH และไม่มีการรบกวนสมดุลเกิดขึ้น**
Youtube Video :
Buffers : http://www.youtube.com/watch?v=HzmI7A578ss
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น