Tampon Çözümler Nelerde Kullanılır?

Tampon çözeltiler, kimyasal araştırma, biyolojik araştırma ve endüstride kullanılan en önemli kimyasal reaktif türlerinden biridir. Faydaları, çoğunlukla pH'daki değişikliklere direnme yeteneklerinden kaynaklanmaktadır. Fen dersinde dikkat ettiyseniz, pH'ın bir çözeltinin asitlik birimi olduğunu hatırlayabilirsiniz. Bu tartışmanın amacı için asitlik, çözeltideki hidrojen iyonlarının (H+) konsantrasyonu olarak tanımlanabilir. Bir çözeltinin ne kadar asidik olduğu, hangi reaksiyonların gerçekleştiğini ve ne kadar hızlı olduğunu etkiler. pH'ı kontrol etme yeteneği, çok sayıda kimyasal reaksiyonu başarıyla tamamlamak için çok önemlidir ve bu nedenle tampon çözeltilerin çok sayıda uygulaması vardır. Ama önce, tampon çözümlerin nasıl çalıştığını anlamak önemlidir.

Tampon çözeltiler genellikle bir asit ve onun eşlenik bazının bir kombinasyonudur. Yukarıda öğrendiğimiz gibi asitlik, çözeltideki H+ iyonlarının konsantrasyonu olarak tanımlanabilir. Bu nedenle asitler, çözeltiye H+ iyonları salan bileşiklerdir. Asitler H+ konsantrasyonunu arttırırsa, karşıtların, bazların H+ konsantrasyonunu azalttığı sonucu çıkar.

Bir asit bir H+ kaybettiğinde bir eşlenik baz oluşturur. Bu en iyi şekilde CH3COOH (asetik asit) gibi bir örnek alınarak gösterilir. CH3COOH bir asit gibi davrandığında H+ ve CH3COO- (asetat)'a ayrışır. CH3COO-, asetik asit oluşturmak için H+ kabul edebildiği için bir bazdır. Bu nedenle asetik asidin eşlenik bazı veya asetik asit bir H+ iyonu serbest bıraktığında üretilen bazdır. Bu kavram ilk başta karmaşık görünüyor, ancak gerçek reaksiyonlarda eşlenik bazları seçmenin zor olmadığından emin olun. Esasen bir H+ iyonu serbest bırakıldıktan sonra asitten geriye kalan şeydir.

Kimyasal reaksiyonlar tersinirdir. Tepkimizi yukarıdan örnek alarak,

CH3COOH > CH3COO- ve H+

CH3COO- ve H+ (ürünler), "ters reaksiyon" olarak adlandıracağımız CH3COOH (başlangıç ​​malzemesi) oluşturmak üzere birleşebilir. Böylece bir reaksiyon sağa veya sola, ileri veya geri gidebilir. Le Chatelier Prensibi, reaksiyonun sol ve sağ tarafının kendi aralarında belirli bir denge veya oranı tercih ettiğini belirten bir kuraldır. Bu durumda, Le Chatelier Prensibi temel olarak, daha fazla ürün (H+ veya asetat) eklerseniz, ürünün reaksiyon sola (başlangıç ​​malzemelerine doğru) kayar ve başlangıç ​​malzemesi (asetik asit) oluşur. tepki.

Benzer şekilde, daha fazla ürün eklenirse, daha fazla başlangıç ​​malzemesi oluşacaktır. CH3COOH oluştuğunda, CH3COO- ile bağlandığı için H+ çözeltiden uzaklaştırılır ve bu nedenle çözeltinin asitliği artmaz. Aynı genel ilke, bir baz eklenirse, daha fazla H+ açığa çıkarsa ve çözeltinin pH'ı değişmezse geçerlidir. Bu, bir tampon çözeltisinin veya bir asit ve onun konjuge bazının bir kombinasyonunun pH'daki değişikliklere direnebildiği yöntemdir.

Vücudunuz, kan pH'ını 7,35-7,45 arasında tutmak için ve ayrıca enzimleri içeren çok sayıda biyokimyasal reaksiyonda tamponlar kullanır. Enzimler, vücudunuz tarafından üretilen organik tamponlar tarafından doldurulan, uygun şekilde reaksiyona girmek için genellikle hassas pH seviyeleri gerektiren çok karmaşık bileşiklerdir. Aynı nedenle, tamponlar laboratuarda deney yapan bir biyolog veya kimyager için hayati önem taşır. Çalışılan işlemin gerçekleşmesi için genellikle belirli bir pH gerekli olacaktır ve bu koşulları sağlamanın tek yolu tampon çözeltilerdir.

Tampon çözümleri de endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır. Tampon çözeltiler gerektiren endüstriyel işlemler arasında fermantasyon, boya proseslerinin kontrol edilmesi ve farmasötiklerin üretilmesi yer alır.