Buferšķīdums ir ūdens bāzes šķīdums ar stabilu pH. To ražo, sajaucot lielu daudzumu vājas skābes vai vājas bāzes ar tās konjugāta bāzi vai skābi. Pievienojot tam nelielu daudzumu skābes vai sārma (bāzes), tā pH būtiski nemainās. Citiem vārdiem sakot, buferšķīdums aptur skābes un bāzes neitralizāciju.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Pievienojot buferšķīdumam bāzi, pH nemainās. Buferšķīdums neļauj bāzei neitralizēt skābi.
Skābie un sārmaini buferšķīdumi
PH skala atklāj, cik skābs vai sārmains ir šķīdums uz ūdens bāzes. Skābie šķīdumi satur vairāk ūdeņraža jonu nekā hidroksīda joni, bet sārmainā šķīdumi satur vairāk hidroksīda jonu nekā ūdeņraža joni. Skalā no 0 līdz 14, ar 0 pa kreisi un 14 pa labi, skābā buferšķīduma pH līmenis ir mazāks par 7. Tos parasti ražo no vājas skābes un konjugāta bāzes - bieži nātrija sāls. Sārmainu buferšķīdumu pH līmenis ir lielāks par 7, un tos parasti ražo no vājas bāzes un viena no tās sāļiem. Lai mainītu buferšķīduma pH, mainiet skābes-sārma un sāls attiecību vai izvēlieties citu skābi vai bāzi un vienu no tās sāļiem.
Le Chatelier princips
Le Chatelier princips palīdz jums noskaidrot, kas notiek buferšķīdumā. Princips nosaka, ka, mainot dinamiskā līdzsvara apstākļus, līdzsvara stāvoklis pārvietojas, lai neitralizētu izmaiņas. Piemēram, skābā etānskābes un nātrija etanoāta buferšķīdumā līdzsvara stāvoklis skalā ir labi pa kreisi, jo etānskābe ir vāja skābe. Pievienojot nātrija etanoātu, kas ir konjugāta bāze, jūs pievienojat daudz papildu etanoāta jonu, kas līdzsvara stāvokli vēl vairāk pavirza pa kreisi.
Bāzes pievienošana buferšķīdumam
Ja buferšķīdumam pievienojat bāzi, ūdeņraža jonu koncentrācija samazinās par mazāk, nekā paredzēts pievienotās bāzes daudzumam. Skābe un tās konjugāta bāze patērē hidroksīda jonus. Šķīduma pH būtiski nepalielinās, ko tas darītu, ja bufera sistēma netiktu izmantota. Tas ir tāpēc, ka saskaņā ar Leljeliera principu līdzsvara stāvoklis pārvietojas pa labi, lai kompensētu ūdeņraža jonu zudumu reakcijā ar bāzi.