بافر

در این جا با خواص گروهی از محلول ها آشنا می شویم که تا حدی می توانند در برابر تغییرات PH مقاومت نشان دهند. این گروه بافر نامیده می شوند برای شناخت بهتر بافرها با ما همراه باشید.

محلول بافر یا تامپون:

مخلوط یک اسید ضعیف و نمک آن و یا مخلوط یک باز ضعیف  نمک آن که تا حد معینی در برابر تغییرات PH مقاوم باشد، بافر است.

نکته: مخلوط یک اسید ضعیف و باز مزدوج آن و یا مخلوط یک باز ضعیف و اسید مزدوج آن بافر است.

ظرفیت بافر:

به حداکثر اسید یا بازی که می توان به یک محلول بافر تا پیش از مشاهده ی یک تغییر شدید در PH اضافه نمود، ظرفیت بافر گرفته می شود. بافرها ظرفیت نامحدود ندارند.

نحوه ی مقاومت:

فرض کنید HA یک اسید ضعیف و KA نمک مربوط به آن باشد. مخلوط این دو، یک محلول بافر را به وجود می آورد. KA بر اثر انحلال در آب به طور کامل به یون های سازنده اش تفکیک می شود:

هم چنین از آنجا که HA یک اسید ضعیف بوده، در محلول آبی در شرایط تعادلی زیر قرار می گیرد:

حال اگر به این محلول کمی اسید اضافه کنیم با  افزایش غلظتH⁺  تعادل طبق اصل لوشاتلیه در جهت برگشت جا به جا شده، لذا با مصرف H⁺   اضافی PH محلول تغییر چندانی نمی کند. البته باید بدانید در نبود نمک  KA، یون A^-  کافی برای جذب یون های H⁺  اضافه شده در محلول وجود نخواهد داشت و اگر فقط در محلول HA داشته باشیم تعداد کمی از یون های H⁺   بیگانه توسط یون های ناچیز A^-  حاصل از تفکیک کم اسید ضعیف HA جذب خواهند شد و PH توسط دیگر یون های H⁺  شدیداً تغییر خواهد کرد اما KA کامل تفکیک شده و باعث افزایش غلظت یون A^-   در محلول می شود.

حال اگر به این محلول بافر کمی باز اضافه کنیم، یون های  OH^-  مربوط به باز توسط یون هایH⁺   موجود در محلول بافر خنثی شده و غلظتH⁺    پایین می آید لذا طبق اصل لوشاتلیه تعادل در جهت رفت جا به جا گشته و کاهش H⁺   را جبران می کند در نتیجه PH تغییر چندانی نمی کند.

محلول بافر هم خنثی کننده اسید و هم خنثی کننده باز است.

سامانه ی بافری در خون انسان:

PH خون انسان حدود 7.4 است. مصرف داروها، عوامل محیطی مانند فشار هوا و خوردن برخی میوه ها و مواد غذایی می توانند باعث تغییر PH خون و حتی مرگ شوند. امّا نگران نباشید، این اتفاق نمی افتد!

خون انسان مجهز به یک سامانه ی بافری بوده که اجازه نمیدهد PH به راحتی دچار تغییر شود. 5 لیتر خون انسان حداکثر می تواند افزایش  150 ml محلول هیدروکلریک اسید یک مولار را از طریق سامانه ی بافری خود بپذیرد. سامانه ی بافری خون شامل H₂CO₃  به عنوان یک اسید ضعیف و  HCO₃^-   نمک آن است.

پروتئینی به نام کربنیک آنهیدراز( CA) کاتالیزگر این واکنش است که تنظیم میزان اسیدی بودن خون را برعهده دارد.

سوال: محلول کدام یک  از جفت ترکیبات زیر بافر است؟

مرکز یادگیری سایت تبیان – تهیه مهسا شاه حسینی