5.8   Roztwory buforowe

Roztworami buforowymi nazywamy roztwory zachowujące stałą wartość pH i nieczułe na niewielkie dodatki kwasów i zasad. Są to przeważnie roztwory słabych kwasów i ich soli lub słabych zasad i ich soli.

Działanie roztworu buforowego sporządzonego w oparciu o słaby kwas HA i sprzężony z tym kwasem anion  (zasadę zgodnie z definicją Brönsteda) polega wiązaniu nadmiaru jonów  w wyniku reakcji:

(5.90a)                              

(5.90b)                       

pH takiego roztworu buforowego możemy ustalić dobierając odpowiednio stężenie słabego kwasu HA i sprzężonej z nim zasady posługując się stałą równowagi dla reakcji dysocjacji kwasu:

(5.91)             

(5.92)             

(5.93)             

(5.94)             

Z definicji: mamy:

(5.95)             

Przykłady

Bufor octanowy

Bufor octanowy składa się z kwasu octowego  i jego soli na przykład octanu sodowego . Działanie buforujące tego roztworu polega na wiązaniu namiaru jonów wodorowych zgodnie z reakcją:

(5.96a)             

oraz wiązaniu nadmiaru jonów hydroksylowych:

(5.96b)                       

W ten sposób roztwór zachowuje stałą wartość pH pomimo niewielkich dodatków kwasu lub zasady. pH buforu octanowego dane jest równaniem:

Roztwór zawierający oraz będzie miał kwasowość:

Stała dysocjacji kwasu octowego wynosi: .

Bufor amonowy

Roztwory zawierające sole amonowe i wodny roztwór amoniaku mają własności buforowe:

                                                   wiązanie jonów wodorowych

                                                wiązanie jonów hydroksylowych

Kwasowość roztworu buforowego dana jest wyrażeniem: