Глава 11. БУФЕРНЫЕ СИСТЕМЫ

Буферность (буферное действие) - способность системы противостоять нарушению установившегося в ней равновесия при внешнем воздействии.

Внешними воздействиями могут быть изменения давления, температуры, разбавление, введение в систему новых веществ. Иными словами, системы с ярко выраженной инертностью можно считать буферными.

Высокая буферность делает управление равновесными концентрациями веществ более надежным, чем использование автоматических регуляторов.Существует целый ряд химических, биохимических, физиологических явлений, находящихся в конфликтной ситуации. С одной стороны, их естественное течение сопровождается поглощением или выделением протонов либо гидроксид-ионов, с другой - течение этих процессов требует постоянства рН среды.

Для поддержания постоянного во времени значения рН служат так называемые буферные растворы, действие которых сведено, по существу, к смещению равновесия процесса ионизации воды.

- ионное произведение воды.

Как известно, K_W = K_И = 10^-14 для 20 °С. Поскольку рН = -lg[H⁺ ] и рОН = -lg[OH^- ]

рН + рОН = 14,

где pH - водородный показатель.

Буферные системы в химии - это смесь слабой кислоты и сопряженного ей сильного основания или, наоборот, сохраняющая постоянное значение рН при разбавлении или добавлении некоторых количеств сильных кислот и оснований.

Пример: ацетатный буфер CH₃COOH + CH₃COONa, для рН ≅ 4-6 (кислый); аммиачный буфер NH₃ + NH₄Cl для рН ≈ 8 - 10 (щелочной).

Зоной буферного действия называется интервал значений рН, в котором буферная система эффективна. Зона буферного действия определяется природой слабого электролита, а количественно - величиной константы ионизации. Зона буферного действия равна pΚ_α±1. Механизм действия буфера рассмотрим на примере ацетатного буфера CH₃COOH + CH₃COONa.