Ένα ρυθμιστικό διάλυμα είναι ένα διάλυμα με βάση το νερό με σταθερό pH. Παρασκευάζεται με ανάμιξη μεγάλου όγκου ασθενούς οξέος ή ασθενής βάσης με τη βάση σύζευξης ή το οξύ. Όταν προσθέτετε μικρές ποσότητες οξέος ή αλκαλίου (βάση) σε αυτό, το pH του δεν αλλάζει σημαντικά. Με άλλα λόγια, το ρυθμιστικό διάλυμα σταματά το οξύ και τη βάση να εξουδετερώνονται το ένα το άλλο.
TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)
Όταν προστίθεται μια βάση σε ένα ρυθμιστικό διάλυμα, το ρΗ δεν αλλάζει. Το ρυθμιστικό διάλυμα εμποδίζει τη βάση να εξουδετερώσει το οξύ.
Όξινα και αλκαλικά ρυθμιστικά διαλύματα
Η κλίμακα pH αποκαλύπτει πόσο οξύ ή αλκαλικό είναι ένα διάλυμα με βάση το νερό. Τα όξινα διαλύματα περιέχουν περισσότερα ιόντα υδρογόνου από τα ιόντα υδροξειδίου, ενώ τα αλκαλικά διαλύματα περιέχουν περισσότερα ιόντα υδροξειδίου από τα ιόντα υδρογόνου. Στην κλίμακα 0 έως 14, με 0 προς τα αριστερά και 14 προς τα δεξιά, τα όξινα διαλύματα ρυθμιστικού διαλύματος έχουν επίπεδο pH μικρότερο από 7. Κατασκευάζονται συνήθως από ένα ασθενές οξύ και μια βάση συζεύγματος - συχνά ένα άλας νατρίου. Τα αλκαλικά ρυθμιστικά διαλύματα έχουν επίπεδο pH μεγαλύτερο από 7 και συνήθως κατασκευάζονται από μια αδύναμη βάση και ένα από τα άλατά του. Για να αλλάξετε το pH ενός ρυθμιστικού διαλύματος, αλλάξτε την αναλογία οξέος-βάσης προς αλάτι ή επιλέξτε ένα διαφορετικό οξύ ή βάση και ένα από τα άλατά του.
Αρχή του Le Chatelier
Η Αρχή του Le Chatelier σάς βοηθά να επιλύσετε τι συμβαίνει σε μια λύση buffer. Η αρχή δηλώνει ότι εάν αλλάξετε τις συνθήκες μιας δυναμικής ισορροπίας, η θέση της ισορροπίας κινείται για να αντισταθμίσει την αλλαγή. Για παράδειγμα, σε ένα όξινο ρυθμιστικό διάλυμα αιθανοϊκού οξέος και αιθανοϊκού νατρίου, η θέση ισορροπίας είναι αρκετά αριστερά στην κλίμακα επειδή το αιθανοϊκό είναι ασθενές οξύ. Όταν προσθέτετε αιθανοϊκό νάτριο, που είναι η συζυγιακή βάση, προσθέτετε πολλά επιπλέον αιθανοϊκά ιόντα, τα οποία συμβουλεύουν τη θέση της ισορροπίας ακόμη πιο αριστερά.
Προσθήκη βάσης σε Buffer Solution
Εάν προσθέσετε μια βάση σε ένα ρυθμιστικό διάλυμα, η συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου μειώνεται κατά λιγότερο από την αναμενόμενη ποσότητα για την προστιθέμενη ποσότητα βάσης. Το οξύ και η συζυγή βάση του καταναλώνουν τα ιόντα υδροξειδίου. Το ρΗ του διαλύματος δεν αυξάνεται σημαντικά, κάτι που θα έκανε εάν το ρυθμιστικό σύστημα δεν ήταν σε χρήση. Αυτό συμβαίνει επειδή, σύμφωνα με την Αρχή του Le Chatelier, η θέση της ισορροπίας κινείται προς τα δεξιά για να αντισταθμίσει την απώλεια ιόντος υδρογόνου στην αντίδραση με τη βάση.