Puffersystem

Et puffersystem består af hoeje koncentrationer af en korresponderende syre/base par. Hvis du tilsaetter en base til puffersystemet vil basen reagere med syren fra den korreponderende syre/base par. Hvis du omvendt tilsaetter en syre til oploesningen så vil den reagere hurtigt videre med basen fra den korresponderende syre/base par. Den syre eller base som du tilsaetter bliver altså lynhurtigt reageret vaek igen. Resultatet er at pH ikke stiger (hvis base tilsaettes) eller falde (hvis syre tilsaettes). De får ikke lov til at blive i oploesningen..

    fordi
                      Δlog(n_b/n_s)   er meget lille

   så
                      pH = pK_s + log((n_b/n_s)_ny)  ≈ pK_s + log(n_b/n_s)

  svarende til en minimal
  forskydning i ligevægten

                      S _(aq)   +   H₂O _(l)   <--->   B _(aq)  +   H₃O⁺ _(aq)

              minimal   --->   mindre

eks.

En pufferopløsning indeholder 0.100 M edikkesyre og 0.150 M natriumacetat.

1) Beregn pH i opløsningen

Til 100mL af denne pufferopløsning sættes 20 mL 0.100 M HCl

2) beregn pH i opløsningn efter tilsærningen af HCl

.......................

1)
               pH_før = pK_s + log([B]/[S]) = pK_s + log([CH₃COO^-]/[CH₃COOH]) =
                               4,75 + log(0.150/0.100) = 4,93 = ca. 4,9

2)

ved tilsætning af HCl - (0,020 L)·(0,100 mol/L) HCl = 0,002 mol HCl
drives ligevægten

CH₃COOH  +   H₂O   <-->  CH₃COO^-   +   H₃O⁺ mod venstre, da en stærkere syre uddriver en svagere syre af dens salt (Na⁺-ionerne er ikke medskrevet, da de kun er tilskuer-ioner)

100 mL af denne puffer indeholder
(0,1 L)·(0.150 mol/L) CH₃COO^- = 0,015 mol CH₃COO^-
(0,1 L)·(0.100 mol/L) CH₃COOH = 0,01 mol CH₃COOH

                   HCl + CH₃COO^- --> Cl^- + CH₃COOH, hvoraf læses

1 mol HCl ækvivalerer 1 mol CH₃COO^- og 1 mol CH₃COOH
0,002 mol HCl ækvivalerer 0,002 mol CH₃COO^- og 0,002 mol CH₃COOH

efter tilsætning af HCl (fællesrumfanget er stadig ens) er
således
n(CH₃COO^-) = (0,015-0,002)mol = 0,013 mol
n(CH₃COOH) = (0,01+0,002)M = 0,012 mol
hvorfor

pH_efter = 4,75 + log(n_b/n_s) = 4,75 + log(0,013/0,012) = 4,78 = ca. 4,8


i smuk overensstemmelse med,
at
         pH i  en pufferopløsning med rimelig pufferkapacitet ikke ændres nævneværdigt
         selv ved tilsætning af en mindre mængde stærk syre eller stærk base

rimelig pufferkapacitet - detaljer          
se