Roztwór buforowy to roztwór na bazie wody o stabilnym pH. Powstaje przez zmieszanie dużej ilości słabego kwasu lub słabej zasady z jego sprzężoną zasadą lub kwasem. Gdy dodasz do niego niewielkie ilości kwasu lub zasady (zasady), jego pH nie zmieni się znacząco. Innymi słowy, roztwór buforowy zapobiega wzajemnemu neutralizowaniu się kwasu i zasady.
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Gdy zasada jest dodawana do roztworu buforowego, pH się nie zmienia. Roztwór buforowy zapobiega neutralizacji kwasu przez zasadę.
Roztwory buforowe kwasowe i alkaliczne
Skala pH pokazuje, jak kwaśny lub zasadowy jest roztwór na bazie wody. Roztwory kwaśne zawierają więcej jonów wodorowych niż jonów wodorotlenowych, podczas gdy roztwory alkaliczne zawierają więcej jonów wodorotlenowych niż jonów wodorowych. W skali od 0 do 14, z 0 po lewej i 14 po prawej, kwaśne roztwory buforowe mają poziom pH poniżej 7. Zazwyczaj są one wykonane ze słabego kwasu i sprzężonej zasady – często soli sodowej. Alkaliczne roztwory buforowe mają poziom pH powyżej 7 i zwykle są wykonane ze słabej zasady i jednej z jej soli. Aby zmienić pH roztworu buforowego, zmień stosunek kwas-zasada do soli lub wybierz inny kwas lub zasadę i jedną z ich soli.
Zasada Le Chateliera
Zasada Le Chatelier pomaga ustalić, co dzieje się w roztworze buforowym. Zasada mówi, że jeśli zmienisz warunki dynamicznej równowagi, pozycja równowagi przesunie się, aby przeciwdziałać zmianie. Na przykład w kwaśnym roztworze buforowym kwasu etanowego i etanolanu sodu pozycja równowagi znajduje się daleko na lewo na skali, ponieważ kwas etanowy jest słabym kwasem. Kiedy dodajesz etanolan sodu, który jest sprzężoną zasadą, dodajesz dużo dodatkowych jonów etanoinianowych, które przechylają pozycję równowagi jeszcze bardziej w lewo.
Dodawanie bazy do roztworu buforowego
Jeśli dodasz zasadę do roztworu buforowego, stężenie jonów wodorowych spadnie o mniej niż ilość oczekiwana dla ilości dodanej zasady. Kwas i jego sprzężona zasada zużywają jony wodorotlenkowe. pH roztworu nie wzrasta znacząco, co miałoby miejsce, gdyby system buforowy nie był używany. Dzieje się tak dlatego, że zgodnie z zasadą Le Chateliera położenie równowagi przesuwa się w prawo, aby nadrobić utratę jonu wodorowego w reakcji z zasadą.