რაში გამოიყენება ბუფერული ხსნარები?

ბუფერული ხსნარები ქიმიური რეაგენტის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი სახეობაა, რომელიც გამოიყენება ქიმიურ კვლევებში, ბიოლოგიურ კვლევებსა და ინდუსტრიაში. მათი სარგებლობა ძირითადად გამოწვეულია pH- ის ცვლილებებზე წინააღმდეგობის გაწევის უნარით. თუ მეცნიერების გაკვეთილზე ყურადღება მიაქციეთ, შეიძლება გაიხსენოთ, რომ pH არის ხსნარის მჟავიანობის ერთეული. ამ დისკუსიის მიზნით, მჟავიანობა შეიძლება განისაზღვროს, როგორც წყალბადის იონების კონცენტრაცია (H +) ხსნარში. რამდენად მჟავე ხსნარია მოქმედებს რომელ რეაქციებზე და რამდენად სწრაფად ხდება. PH– ს კონტროლის შესაძლებლობას გადამწყვეტი მნიშვნელობა აქვს დიდი რაოდენობით ქიმიური რეაქციების წარმატებით დასრულებისთვის, ამიტომ ბუფერულ ხსნარებს დიდი რაოდენობით იყენებენ. პირველ რიგში, მნიშვნელოვანია იმის გაგება, თუ როგორ მუშაობს ბუფერული გადაწყვეტილებები.

ბუფერული ხსნარები ჩვეულებრივ წარმოადგენს მჟავას და მის კონიუგირებულ ფუძეს. როგორც ზემოთ შევიტყვეთ, მჟავიანობა შეიძლება განისაზღვროს, როგორც H + იონების კონცენტრაცია ხსნარში. ამიტომ, მჟავები არის ნაერთები, რომლებიც გამოყოფენ H + იონებს ხსნარში. თუ მჟავები ზრდის H + კონცენტრაციას, აქედან გამომდინარეობს, რომ საწინააღმდეგოები, ფუძეები ამცირებენ H + კონცენტრაციას.

როდესაც მჟავა კარგავს H + - ს, ის ქმნის კონიუგირებულ ფუძეს. ეს საუკეთესოდ აისახება მაგალითის აღებით, მაგალითად CH3COOH (ძმარმჟავა). როდესაც CH3COOH მოქმედებს როგორც მჟავა, ის იშლება H + და CH3COO- (აცეტატი). CH3COO- არის ფუძე, რადგან მას შეუძლია მიიღოს H + ძმარმჟავას შესაქმნელად. ამრიგად, ეს არის ძმარმჟავას კონიუგირებული ბაზა, ან ფუძე, რომელიც წარმოიქმნება, როდესაც ძმარმჟავა გამოყოფს H + იონს. ეს კონცეფცია თავდაპირველად რთულია, მაგრამ დარწმუნებული იყავით, ძნელი არ არის კონიუგირებული ბაზების გამოყოფა რეალურ რეაქციებში. ეს არსებითად რჩება მჟავას H + იონის გამოყოფის შემდეგ.

ქიმიური რეაქციები შექცევადია. ჩვენი რეაქციის მაგალითის გათვალისწინებით,

CH3COOH> CH3COO- და H +

CH3COO- და H + (პროდუქტები) შეიძლება გაერთიანდეს და წარმოქმნან CH3COOH (საწყისი მასალა), რომელსაც ჩვენ ვუწოდებთ "საპირისპირო რეაქციას". ამრიგად, რეაქცია შეიძლება გაგრძელდეს მარჯვნივ ან მარცხნივ, წინ ან უკან. ლე შატელიეს პრინციპი არის წესი, სადაც ნათქვამია, რომ რეაქციის მარცხენა და მარჯვენა მხარე ურჩევნია გარკვეულ ბალანსს ან თანაფარდობას შორის. ამ შემთხვევაში, ლე შატელიეს პრინციპში ძირითადად ნათქვამია, რომ თუ მეტ პროდუქტს დაამატებთ (H + ან აცეტატი), რეაქცია გადავა მარცხნივ (საწყისი მასალებისკენ) და იწყება საწყისი მასალა (ძმარმჟავა) პასუხი

ანალოგიურად, თუ მეტი პროდუქტი დაემატება, უფრო მეტი საწყისი მასალა შეიქმნება. როდესაც CH3COOH წარმოიქმნება, H + ამოღებულია ხსნარიდან, რადგან ის იერთებს CH3COO- და, ამრიგად, ხსნარის მჟავიანობა არ გაიზრდება. იგივე ზოგადი პრინციპი მოქმედებს ბაზის დამატების შემთხვევაში, გამოიყოფა მეტი H + და ხსნარის pH უცვლელია. ეს არის მეთოდი, რომლის მიხედვითაც ბუფერულ ხსნარს, ან მჟავას და მისი კონიუგირებული ფუძის კომბინაციას შეუძლია გაუძლოს pH– ის ცვლილებებს.

თქვენი სხეული იყენებს ბუფერებს, რათა შეინარჩუნონ სისხლის pH 7,35-7,45, და ასევე დიდი რაოდენობით ბიოქიმიური რეაქციები, რომლებიც მოიცავს ფერმენტებს. ფერმენტები ძალიან რთული ნაერთებია, რომლებიც ხშირად საჭიროებენ pH- ის ზუსტ დონეს, რათა რეაგირებენ სწორად, თქვენი სხეულის მიერ წარმოებული ორგანული ბუფერებით შესრულებული როლი. ამავე მიზეზით, ბუფერებს სასიცოცხლო მნიშვნელობა აქვს ბიოლოგის ან ქიმიკოსისთვის, რომლებიც ლაბორატორიაში ექსპერიმენტებს ატარებს. შესწავლილი პროცესის წარმოსადგენად ხშირად საჭიროა გარკვეული pH და ბუფერული ხსნარები ერთადერთი საშუალებაა ამ პირობების უზრუნველსაყოფად.

ბუფერული ხსნარები ასევე ფართოდ გამოიყენება ინდუსტრიაში. ინდუსტრიული პროცესები, რომლებიც მოითხოვს ბუფერულ ხსნარებს, მოიცავს დუღილს, საღებავის პროცესების კონტროლს და ფარმაცევტული პროდუქტების წარმოებას.