Puffersystemer

Kemi B og A + Biotek A.

Et puffersystem består af en svag syre (S) og dens korresponderende base (B). En opløsning af den svage syre (S) og dens korresponderende base (B), kaldes en pufferopløsning. Et puffersystem har en særlig evne til at fastholde en opløsnings pH omkring en bestemt pH-værdi – også selvom der tilsættes stærk syre eller stærk base.

På de næste sider kan du læse mere om:

Her får du et uddrag fra siden om, hvordan du beregner pH i en pufferopløsning:

Vi skal nu bestemme stofmængden af henholdsvis CH₃COOH og CH₃COO^- med denne formel:

$n=c\cdot V$

Vi indsætter c=0,100 M og V=100 mL:

$n(CH_3COOH)=0,100\ \mathrm{M}\cdot 100\ \mathrm{mL}=10,0\ \mathrm{mmol}=0,010\ \mathrm{mol}$

$n(CH_3COO^{-})=0,100\ \mathrm{M}\cdot 100\ \mathrm{mL}=10,0\ \mathrm{mmol}=0,010\ \mathrm{mol}$

Vi prøver nu at tilsætte den stærke syre HCl i form af 20,0 mL af en 0,100 M HCl-opløsning. Vi skal nu beregne, hvor stor en stofmængde af HCl vi tilsætter:

$n(HCl)=0,100\ \mathrm{M}\cdot 20,0\ \mathrm{mL}=2,00\ \mathrm{mmol}=0,002\ \mathrm{mol}$

HCl reagerer med vand og omdannes til en anden stærk syre, nemlig H₃O⁺:

HCl(aq) + H₂O(l) → Cl^-(aq) + H₃O⁺(aq)

Det vil sige, at det reelt er 0,002 mol H₃O⁺, vi tilsætter.

Når vi tilsætter H₃O⁺, sker der denne reaktion:

H₃O⁺(aq) + CH₃COO^-(aq) → CH₃COOH(aq) + H₂O(l)

Vi kan se, at den stærke syre H₃O⁺ reagerer med den svage base CH₃COO^-, hvorved den svage syre CH₃COOH dannes. Det er denne reaktion, der er hele pointen bag puffersystemet. Vi tilsætter en stærk syre, men denne stærke syre omdannes til en svag syre. Og dannelsen af en svag syre vil kun sænke pH en smule.

Vi skal benytte nedenstående skema for at beregne pH efter tilsætningen af syre (H₃O⁺):

FØR vi har tilsat H₃O⁺, har vi følgende stofmængder:

n(CH₃COO^-)=0,0100 mol
n(H₃O⁺)=0,0020 mol
n(CH₃COOH)=0,0100 mol

EFTER vi har tilsat H₃O⁺, har vi følgende stofmængder:

n(CH₃COO^-)=(0,0100 - 0,0020) mol = 0,0080 mol
n(H₃O⁺)=(0,0020 - 0,0020) mol = 0 mol
n(CH₃COOH)=(0,0100 mol + 0,0020) mol =0,0120 mol

Vi kan nu beregne pH-værdien ..