Παρασκευή ρυθμιστικού διαλύματος

Η παρασκευή του ρυθμιστικού διαλύματος περιλαμβάνει ένα μίγμα ενός ασθενούς οξέος και της συζυγούς του βάσης ή μιας φτωχής βάσης και του συζυγούς του οξέος.

Η παρασκευή του ρυθμιστικού διαλύματος χρησιμοποιείται για να βοηθήσει στη διατήρηση ενός pH, που αντιστέκεται σε αλλαγές στην τιμή του pH του διαλύματος. Ένα μικρό κομμάτι ενός εναλλακτικού οξέος ή αλκαλίου εισάγεται στο διάλυμα είτε μέσω εγκλεισμού είτε μέσω χημικών επιδράσεων.

Προετοιμασία ενέργειας προσωρινής αποθήκευσης 

Το παρασκεύασμα δράσης ρυθμιστικού διαλύματος ορίζεται ως η ικανότητα αντίστασης στις αλλαγές στην τιμή του pH όταν περιλαμβάνεται ένα μικροσκοπικό κομμάτι οξέος ή βάσης.

Για να κατανοήσουμε τη συσκευή της δράσης του ρυθμιστικού διαλύματος, θα πάρουμε την απεικόνιση ενός ρυθμιστικού διαλύματος οξέος. Για παράδειγμα, μπορούμε να θεωρήσουμε ένα οξύ με φτωχό οξικό οξύ και το άλας του νατρίου – οξικό νάτριο. Η απάντηση θα περιέχει ισομοριακές ποσότητες οξικού οξέος και οξικού νατρίου.

Συνήθως, πολλά ιόντα άλατος (Na+), οξικά ιόντα (CH3COO– ), και το αδιάσπαστο οξικό οξύ μπορεί να βρεθεί στο διάλυμα, όπου το νάτριο υπάρχει ως ιόν. Εδώ, το ρυθμιστικό περιέχει οξύ (CH3COOH) και τη συζευγμένη βάση του (CH3COO–). Τα ιόντα υδρογόνου πρέπει να αφαιρεθούν λόγω της συζυγούς βάσης (CH3COO–), αν προσθέσουμε μικρή ποσότητα οξέος.

Παρουσιάζεται ως: 

H+ (aq) + CH3COO– (aq) ↔ CH3COOH (aq ).

Ερωτήσεις προετοιμασίας ενεργειών προσωρινής αποθήκευσης 

Μεταξύ των πολλών τύπων ερωτήσεων προετοιμασίας ενεργειών αποθήκευσης στην προσωρινή μνήμη που είναι διαθέσιμες, ας συζητήσουμε μερικές: 

Τι είναι η επιλογή buffer και περιγράψτε τη δράση buffer ενός όξινου buffer.

Ένα ρυθμιστικό διάλυμα είναι ένας υδατικός συνδυασμός ενός φτωχού οξέος και της συζυγούς του βάσης ή το αντίστροφο. Δεν υπάρχουν σχεδόν καθόλου αλλαγές στο επίπεδο του pH όταν περιλαμβάνεται μικρή ποσότητα οξέος ή βάσης.

Σκεφτείτε ένα ρυθμιστικό διάλυμα που είναι οξύ και CH3COONa. Η επόμενη ισορροπία είναι εκεί έξω στην υδατική επιλογή του όξινου ρυθμιστικού διαλύματος:

CH3COOH⇔CH3COO−(aq)+H+(aq) 

 CH3COONa⇔CH3COO−(aq)+Na+ 

Ας υποθέσουμε ότι συμπεριλαμβάνουμε μια ποσότητα που είναι μικρή σε αυτήν, το ιόν Η+ από το οξύ συμπληρώνει το CH3COO− του ρυθμιστικού διαλύματος και αντιδρά ως εξής: CH3COO−(aq)+H+(aq)⇔CH3COOH (ασθενώς ιονισμένο)

 Το pH του ρυθμιστικού διαλύματος δεν μετατρέπεται ως ιόντα Η+ από οξύ εξουδετερώνονται από το CH3COO− του buffer.

Ας υποθέσουμε ότι προσθέτουμε λιγότερη ποσότητα, τα ιόντα ΟΗ− από τη βάση θα συμπληρώσουν τα ιόντα Η+ του υγρού.

H+(aq)+OH−(aq)→H2O (ασθενώς ιονισμένο) 

 2)  Τι είναι τα αλκαλικά buffer;

Τα αλκαλικά ρυθμιστικά διαλύματα είναι ένας τύπος ρυθμιστικού διαλύματος που βοηθά στη διατήρηση του pH. Αυτές οι λύσεις buffer χρησιμοποιούνται για να είναι απλά τα πράγματα. Μια αδύναμη βάση και το άλας της αναμιγνύονται με ένα ισχυρό οξύ για να παραχθεί ένα βασικό ρυθμιστικό διάλυμα, το οποίο έχει βασικό pH. Το pH ενός υδατικού διαλύματος που περιέχει ίσες ποσότητες υδροξειδίου του αμμωνίου και χλωριούχου αμμωνίου είναι 9,25.

Σημασία της προετοιμασίας ενέργειας προσωρινής αποθήκευσης 

Η προετοιμασία της δράσης του buffer είναι απαραίτητη απλώς και μόνο επειδή βοηθούν στην εξουδετέρωση μιας αντίδρασης σε κάποιο βαθμό. Τα όξινα ρυθμιστικά διαλύματα είναι συνηθισμένα να εξουδετερώνουν αλκαλικά διαλύματα λόγω των ασθενών οξέων στην αλκαλική επιλογή.

• Αίμα:Το αίμα λειτουργεί ως ρυθμιστικό διάλυμα διατηρώντας το pH σταθερό. Εάν η αλκαλική φύση της κυκλοφορίας του αίματος αυξάνεται, τα ρυθμιστικά διαλύματα μέσα βοηθούν στη μείωση της τιμής του pH στο αίμα. Το αντίθετο θα συμβεί εάν το αίμα γίνει όξινο.

• Αποκρίσεις στην ανθρώπινη ανατομία:Οι αντιδράσεις στο ανθρώπινο σώμα συμβαίνουν στο πλάσμα του αίματος και αυτές οι αποκρίσεις ενδέχεται να μην συμβούν εάν το pH του αίματος συνεχίζει να αλλάζει. Το pH πρέπει να παραμείνει σταθερό για να πραγματοποιηθεί μια συνολική αντίδραση.

Οι ρυθμιστικές λύσεις προστατεύουν το ανθρώπινο σώμα από μόνιμη βλάβη. Εάν η τιμή του pH της κυκλοφορίας του αίματος παραμένει αλκαλική ή όξινη, μπορεί να είναι επιβλαβής για το σώμα και ακόμη και να προκαλέσει θάνατο.

Όταν το CO2 διαλύεται στο αίμα, το pH αυξάνεται σε τιμή, αυξάνοντας την περιεκτικότητα σε οξύ. Τα αλκαλικά ρυθμιστικά διαλύματα μπαίνουν κατευθείαν στο μείγμα και παίζουν με το πλάσμα στο αίμα για να εξουδετερώσουν την αξία του. Το ισοδύναμο συμβαίνει εάν η αλκαλική τιμή στην κυκλοφορία του αίματος αυξηθεί. όξινα ρυθμιστικά διαλύματα κυκλοφορούν για να εξουδετερώσουν την τιμή του.

Συμπέρασμα  

Η παρασκευή ρυθμιστικών διαλυμάτων είναι απαραίτητη σε μια μεγάλη ποικιλία εφαρμογών. Στη βιολογία, απαιτούνται ρυθμιστικά διαλύματα για τη διατήρηση του κατάλληλου pH για τη λειτουργία των πρωτεϊνών. Εάν το pH μετατοπιστεί εκτός ενός περιορισμένου εύρους, οι πρωτεΐνες σταματούν να λειτουργούν και μπορεί να διασπαστούν.

Ρυθμιστικό διάλυμα ανθρακικού οξέος (H2CO3) και διττανθρακικών (HCO3–) απαιτείται στο πλάσμα του αίματος για τη διατήρηση ενός pH μεταξύ 7,35 και 7,45.

Βιομηχανικά, τα ρυθμιστικά διαλύματα χρησιμοποιούνται σε διαδικασίες ζύμωσης και παρέχουν τις κατάλληλες συνθήκες για τις βαφές που χρησιμοποιούνται στη βαφή υφασμάτων.

Τα οξέα στα ρυθμιστικά διαλύματα παρασκευάζονται συνήθως από ένα ασθενές οξύ και ένα από τα άλατά του - συχνά νάτριο.