inlärningsmål
- förklara sammansättningen av buffertlösningar och hur de upprätthåller ett stadigt pH
nyckelpunkter
- en grundlösning kommer att ha ett pH över 7.0, medan en sur lösning kommer att ha ett pH under 7.0.,
- buffertar är lösningar som innehåller en svag syra och dess en konjugatbas; som sådan kan de absorbera överskott av H+– joner eller OH-joner och därigenom bibehålla ett övergripande stabilt pH i lösningen.
- pH är lika med den negativa logaritmen av koncentrationen av H + joner i lösning: pH = – log.,
villkor
- buffera lösning som består av en svag syra och dess konjugatbas som kan användas för att stabilisera pH-värdet hos en lösning
- alkalinehaving ett pH större än 7; grundläggande
- acidichaving ett pH mindre än 7
Självjonisering av vatten
vätejoner genereras spontant i rent vatten genom dissociationen (jonisering) av en liten andel vattenmolekyler i lika många väte (H+) joner och hydroxid (OH–) joner., Hydroxidjonerna förblir i lösning på grund av deras vätebindningar med andra vattenmolekyler; vätejonerna, som består av nakna protoner, lockas omedelbart till ojoniserade vattenmolekyler och bildar hydroniumjoner (H30+). Enligt konventionen hänvisar forskare till vätejoner och deras koncentration som om de var fria i detta tillstånd i flytande vatten.
2H_2O \leftrightharpoons H_3O^+ + OH^-
koncentrationen av vätejoner dissocierar från rent vatten är 1 × 10-7mol H + joner per liter vatten., PH beräknas som den negativa av basen 10 logaritmen av denna koncentration:
pH = -log
den negativa loggen på 1 × 10-7 är lika med 7,0, vilket också är känt som neutralt pH. mänskliga celler och blod upprätthåller varje nära neutralt pH.
pH-skala
pH i en lösning indikerar dess surhet eller basicitet (alkalinitet). PH-skalan är en omvänd logaritm som sträcker sig från 0 till 14: allt under 7.0 (från 0.0 till 6.9) är surt och allt över 7.0 (från 7.1 till 14.0) är grundläggande (eller alkalisk). Ytterligheter i pH i båda riktningarna från 7.,0 anses vanligtvis ogästvänlig för livet. PH i celler (6.8) och blodet (7.4) är båda mycket nära neutrala, medan miljön i magen är mycket sur, med ett pH av 1 till 2.
icke-neutrala pH-värden resulterar från upplösning av syror eller baser i vatten., Med hjälp av den negativa logaritmen för att generera positiva heltal ger höga koncentrationer av vätejoner ett lågt pH och låga koncentrationer ett högt pH.
en syra är ett ämne som ökar koncentrationen av vätejoner (H+) i en lösning, vanligtvis genom att dissociera en av dess väteatomer. En bas ger antingen hydroxidjoner (OH–) eller andra negativt laddade joner som reagerar med vätejoner i lösning, vilket minskar koncentrationen av H + och höjer pH.
starka syror och starka baser
ju starkare syran desto lättare donerar den H+., Till exempel är saltsyra (HCl) mycket sur och dissocierar fullständigt i väte– och kloridjoner, medan syrorna i tomatjuice eller ättika inte helt dissocierar och anses vara svaga syror.omvänt donerar starka baser lätt OH-och/eller reagerar med vätejoner. Natriumhydroxid (NaOH) och många hushållsrengöringsmedel är mycket grundläggande och ger upp OH– snabbt när de placeras i vatten; OH– jonerna reagerar med H+ I lösning, skapar nya vattenmolekyler och sänker mängden fri H+ i systemet, vilket ökar det totala pH-värdet., Ett exempel på en svag grundlösning är havsvatten, som har ett pH nära 8,0, nära nog för att neutrala att väl anpassade marina organismer trivs i denna alkaliska miljö.
buffertar
hur kan organismer vars kroppar kräver ett nästan neutralt pH-intag av sura och basiska ämnen (t. ex. en mänsklig dricksorangejuice) och överleva? Buffertar är nyckeln. Buffertar består vanligtvis av en svag syra och dess konjugatbas; detta gör det möjligt för dem att lätt absorbera överskott H+ eller OH–, hålla systemets pH inom ett smalt område.,
att upprätthålla ett konstant blod pH är avgörande för en persons välbefinnande. Bufferten som upprätthåller pH hos humant blod innefattar kolsyra (H2CO3), bikarbonatjon (HCO3–) och koldioxid (CO2). När bikarbonatjoner kombineras med fria vätejoner och blir kolsyra, avlägsnas vätejoner, vilket dämpar pH-förändringar., På samma sätt kan överskott av kolsyra omvandlas till koldioxidgas och utandas genom lungorna; detta förhindrar att för många fria vätejoner byggs upp i blodet och farligt minskar dess pH; likaså, om för mycket OH– införs i systemet, kommer kolsyra att kombinera med det för att skapa bikarbonat, sänka pH. utan detta buffertsystem skulle kroppens pH fluktuera tillräckligt för att äventyra överlevnaden.,
antacida, som bekämpar överskott av magsyra, är ett annat exempel på buffertar., Många receptfria läkemedel fungerar på samma sätt som blodbuffertar, ofta med minst en jon (vanligtvis karbonat) som kan absorbera väte och moderera pH, vilket leder till lättnad för dem som lider av ”halsbränna” från magsyra efter att ha ätit.
Lämna ett svar