रसायन विज्ञान मूल बातें: एक बफर क्या है?

ए बफर एक है समाधान जिसमें या तो ए कमजोर अम्ल और उसका नमक या ए कमजोर आधार और उसका नमक, जो में परिवर्तन के लिए प्रतिरोधी है पीएच. दूसरे शब्दों में, एक बफर या तो एक कमजोर एसिड और उसके संयुग्मित आधार या एक कमजोर आधार और इसके संयुग्मित एसिड का एक जलीय घोल है। एक बफर को पीएच बफर, हाइड्रोजन आयन बफर या बफर समाधान भी कहा जा सकता है।

बफ़र एक समाधान में एक स्थिर पीएच बनाए रखने के लिए उपयोग किया जाता है, क्योंकि वे आधार के अतिरिक्त एसिड की छोटी मात्रा को बेअसर कर सकते हैं। किसी दिए गए बफर समाधान के लिए, एक कार्यशील पीएच रेंज और एसिड या बेस की एक निर्धारित मात्रा होती है जिसे पीएच बदलने से पहले बेअसर किया जा सकता है। एसिड या बेस की मात्रा जिसे पीएच को बदलने से पहले एक बफर में जोड़ा जा सकता है, उसे बफर क्षमता कहा जाता है।

हेंडरसन-हसेबलब समीकरण एक बफर के अनुमानित पीएच गेज करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। समीकरण का उपयोग करने के लिए, प्रारंभिक एकाग्रता या स्टोइकोमेट्रिक एकाग्रता संतुलन एकाग्रता के बजाय दर्ज किया जाता है।

बफर रासायनिक प्रतिक्रिया का सामान्य रूप है:

हा ⇌ एच⁺ + ए⁻

• रक्त - में एक बाइकार्बोनेट बफर सिस्टम होता है
• TRIS बफर
• फॉस्फेट बफर

जैसा कि कहा गया है, बफ़र्स विशिष्ट पीएच पर्वतमाला पर उपयोगी होते हैं। उदाहरण के लिए, यहां आम बफरिंग एजेंटों की पीएच सीमा है:

जब एक बफर समाधान तैयार किया जाता है, तो समाधान का पीएच सही प्रभावी सीमा के भीतर प्राप्त करने के लिए समायोजित किया जाता है। आमतौर पर एक मजबूत एसिड, जैसे हाइड्रोक्लोरिक एसिड (HCl) को अम्लीय बफर के पीएच को कम करने के लिए जोड़ा जाता है। सोडियम हाइड्रॉक्साइड समाधान (NaOH) जैसे एक मजबूत आधार को क्षारीय बफ़रों के पीएच को बढ़ाने के लिए जोड़ा जाता है।

यह समझने के लिए कि बफर कैसे काम करता है, सोडियम एसीटेट को एसिटिक एसिड में भंग करके बनाए गए बफर समाधान के उदाहरण पर विचार करें। एसिटिक एसिड है (जैसा कि आप नाम से बता सकते हैं) एक एसिड: सीएच₃COOH, जबकि सोडियम एसीटेट सीएच के एसीटेट आयनों को संयुग्मित आधार देने के लिए विलयन में घोल देता है₃सीओओ^-. प्रतिक्रिया के लिए समीकरण है:

सीएच₃COOH (aq) + OH^-(aq) ⇆ सीएच₃सीओओ^-(aq) + एच₂हे (AQ)

यदि इस घोल में एक मजबूत अम्ल मिलाया जाता है, तो एसीटेट आयन इसे बेअसर कर देता है:

सीएच₃सीओओ^-(aq) + एच⁺(aq) ⇆ सीएच₃COOH (AQ)

यह पीएच को स्थिर रखते हुए प्रारंभिक बफर प्रतिक्रिया के संतुलन को बदलता है। दूसरी ओर, एक मजबूत आधार एसिटिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया करेगा।

अधिकांश बफ़र्स एक रिश्तेदार संकीर्ण पीएच रेंज पर काम करते हैं। एक अपवाद साइट्रिक एसिड है क्योंकि इसमें तीन पीकेए मूल्य हैं। जब एक कंपाउंड में कई पीकेए मान होते हैं, तो बफर के लिए एक बड़ा पीएच रेंज उपलब्ध हो जाता है। बफ़र्स को संयोजित करना भी संभव है, बशर्ते उनका पीकेए मान करीब (2 या उससे कम हो), और आवश्यक सीमा तक पहुंचने के लिए मजबूत आधार या एसिड के साथ पीएच को समायोजित करना। उदाहरण के लिए, McIvaine के बफर Na के मिश्रण को मिलाकर तैयार किया जाता है₂पीओ₄ और साइट्रिक एसिड। यौगिकों के बीच के अनुपात के आधार पर, बफर पीएच 3.0 से 8.0 तक प्रभावी हो सकता है। का एक मिश्रण साइट्रिक एसिड, बोरिक एसिड, मोनोपोटेशियम फॉस्फेट और डायथाइल बार्बिटिक एसिड, पीएच से 2.6 से कवर कर सकते हैं 12!

• एक बफर एक जलीय घोल है जिसका उपयोग किसी घोल के pH को लगभग स्थिर रखने के लिए किया जाता है।
• एक बफर में एक कमजोर एसिड होता है और इसका संयुग्म आधार या एक कमजोर आधार और इसका संयुग्म अम्ल होता है।
• बफर क्षमता एसिड या बेस की मात्रा है जिसे बफर परिवर्तनों के पीएच से पहले जोड़ा जा सकता है।
• बफर समाधान का एक उदाहरण रक्त में बाइकार्बोनेट है, जो शरीर के आंतरिक पीएच को बनाए रखता है।

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