1 / 27

Puferi

Puferi. -se hemiski sistemi {to ne dozvoluvaat nagli promeni na pH vo rastvorite , pri {to na specifi~en na~in go neutraliziraat dejstvoto na jakite kiselini i jakite bazi.

skylar
Download Presentation

Puferi

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Puferi -se hemiskisistemi {to ne dozvoluvaatnaglipromeni napH vorastvorite, pri {to naspecifi~enna~in go neutraliziraatdejstvotona jakitekiseliniijakitebazi

  2. Op{to e poznatodeka golem brojnareakciivohemijataibiohemijata se odvivaatsamoprito~noopredelenopH. Taka na primer, najgolem del odreakciitevo `ivitekletki se odvivaatvovodenirastvorivokoipH se dvi`iod 7.00 do 7.50. Isto taka, dobro se znaedekasekojapromenanapHdoveduva do promenanakinetikatai do promenanamehanizmitenabiolo{kite sistemivo golem brojnabiohemiskirastvori, a toa e osnovenpreduslovzapredizvikuvawenastresvokletkite. Golem brojodmedikamentite, isto taka, mo`atdabidataktivnisamoprito~noopredelenakiselostnabiolo{kite sistemi. Zada se osiguramedekana{iterastvori }e imaatpH {to nemada se menuvadrasti~no (dokolkuvorastvorotdodademeodredenokoli~estvonajakakiselinailijakabaza), upotrebuvamesistemi {to se nare~enipuferi.

  3. Puferite se hemiskisistemi, {to se sostojatodslabikiseliniikonjugiranibazina tie kiselini, ilislabibaziikonjugiranikiselininasoodvetniteslabibazi. Puferiteimaatsvojstvoda ne dozvoluvaatnaglipromeninapHnavodeniterastvori, kogavoniv bi se dodalemalikoli~ininajakikiseliniilibazi. Vo ovoj del spomnavme termini “konjugiranibaziikonjugiranikiselini”. Na sledniveprimeri }e objasnime {to zna~at tie termini. Nekaimamerastvorenanekojaslabakiselinavovoda. Pritoa, nekakiselinataima op{ta formula HA. Vo voda, ovaakiselina }e disociranasledniotna~in: HA + H2O H3O+ + A− Zna~i, kiselinataHA }e disociravovodai }e dade hidroniumkatjonH3O+,ikiselinskiostatokA−anjon. AnjonotA−se vikakonjugiranabazanakiselinataHA.

  4. Po analogija, dokolkuimameednaslababazaBrastvorenavovoda, vovodeniotrastvor }e jaimameslednataramnote`a: B + H2O BH+ + OH-. BH+se narekuvakonjugiranakiselinanabazataB. Nekoiprimerizaslabikiseliniinivnikonjugiranibazi, islabibaziinivnikonjugiranikiselini se dadenipodolu: CH3COOH + H2O H3O++ CH3COO− Acetat (konjugiranabaza naocetnatakiselina) Ocetnakiselina (slabakiselina) NH3 + H2ONH4+ + OH-. Amoniumkatjon (konjugiranakiselina naamonijak) amonijak (slababaza)

  5. Kako {to definiravmeprethodno, puferite se hemiskisistemi, {to se sostaveniodslabikiseliniikonjugiranibazina tie kiselini, ilislabibaziikonjugiranikiselinienasoodvetniteslabibazi. -So drugizborovi, puferite se sostojatodnekojaslabakiselinai sol nakonjugiranatabazanataaslabakiselina, ilislababazai sol nakonjugiranatakiselinanasoodvetnataslababaza. Eve primerizanekoipuferskisistemi: -Acetatenpufere sostavenodocetnakiselinainatriumacetat (CH3COOH i CH3COONa) -Amonija~enpufere sostavenodamonijakiamoniumhlorid (NH3iNH4Cl).

  6. Presmetuvawena pH kajpuferskisistemi Nekavorastvorimameedna SLABA kiselinaod op{t vid, HA, ikonjugiranabaza (t.e. sol) nataaslabakiselina-A-. Koga kiselinataHA }e jarastvorimevovoda, vovodeniot rastvor }e jaimameslednataramnote`a: (zabele{ka,: poradipoednostavnost pi{uvame H+namestoH3O+) HA + H2O H+ + A− Konstantatanaramnote`anaovaareakcija, e vsu{nost KonstantatanadisocijacijanakiselinataKa, {to e definiranaprekusledniotizraz Sega odovojizraznietrebada go izrazime[H+], so celda go definiramepHnarastvorot. Taka, }e dobieme: [H+] = Ka [HA]/[A-]. Akoizvr{imelogaritmiraweodlevoioddesnona ovojizraz,}e dobieme

  7. kade pH = -log[H+] apKa = -log(Ka) Ova e izrazotzapresmetuvawenapHnapuferi sostaveniodslabakiselinai sol na konjugiranatabazanataaslabakiselina Davidimeseganaedenkonkreten primer kakoizgledasetotoa: Nekaimamepufersostavenodocetnakiselina (slabakiselina) i sol nakojugiranatabazanaocetnatakiselina (natriumacetat). CH3COOHiCH3COONa Vo vodenrastvor, kogagiimameoviedvesupstanciiprisutni, }e postojatsledniteramnote`i: CH3COO- + H+ CH3COOH CH3COONa CH3COO- + Na+

  8. Znaemedekaocetnatakiselina e mnoguslabakiselina, (brojnatavrednostnanejzinatakonstantanadisocijacija e mnogu mala, iznesuvaokolu 10-5). Toa zna~idekavovodeniotrastvorocetnatakiselina }e disociravomnogu mala koli~ina, iglavnovorastvorot }e postoivo forma nanedisociranimolekulinaocetnakiselina. Toa impliciradeka, ramnote`atavoreakcijanadisocijacijanaocetnakiselina }e bide favorizirana (pomestena) nalevo(vnimavajnagoleminatanastrelkitevoslednataramnote`nareakcija!) CH3COOH CH3COO- + H+ Ovojpodatoknika`uvadekaramnote`natakoncentracijanaocetnatakiselina, vsu{nost }e bide ednakva so nejzinata po~etnakoncentracija, bidej}itaamnoooogumalkudisocirala. Oddrugastrana, site soli se jakielektroliti, pa koga }e rastvorimenatriumacetatvovoda, tojpotpolno }e disociraivovodenrastvor }e postojatsamoacetatnijoniiNa+katjoni. Toa zna~idekaramnote`natakoncentracijanakonjugiranatabaza (CH3COO--) }e bide ednakva so po~etnatakoncentracijanasoltaCH3COONa CH3COONa CH3COO- + Na+

  9. Akosega se vratimena op{tiotizrazzapHnapufersostavenodslabakiselinai sol nanejzinakonjugiranabaza, itoj op{t izraz go primenimenana{iot primer so ocetnatakiselinainatriumacetat, }e vidimedeka op{tiotizrazkoj be{e dadenslednatamatemati~ka forma, mo`eda se pretstavivosledniotoblik pH = pKa + log[ co(solta CH3COONa)/co (kiselinata CH3COOH)] Vo ovojizraz, pKa = -log(Ka), a Ka e konstantatanadisocijacija naocetnatakiselina (taa }e jaznaemeodliteraturai }e ni bide dadena), dodekaco(solta CH3COONa) ico(kiselinata CH3COOH) se po~etnitekoncentraciinasoltaikiselinata. AnalogniteoblicinagorniotizrazzapresmetuvawenapHva`atza site puferisostaveniodslabikiselinii soli na tie slabikiselini. (predvidikakov }e bide izrazotzapH, na primer, zapufersostavenod HCN (slabakiselina, cijanidna) iNaCN (natriumcijanid), na primer.

  10. Istataanalogijamo`eda se primeniipripresmetuvaweto napHnapuferisostaveniodslababazaiod sol na konjugiranatakiselinaodtaaslababaza. Ovoj pat, zna~i }e jaimameslednataramnote`a: B + H2O BH+ + OH-. Vo ovojslu~aj, }e dobiemeizrazzapOH, koj }e izgledavaka Vo ovojizrazpKb = -log(Kb), a Kb e konstantatanadisocijacijanaslabatabaza (taavrednost }e ni bide poznata, }e jaimameodliteratura), a [BH+] i[B] se ramnote`nitekoncentraciinasoltainaslabatabaza, soodvetno. AnalognokakoiprirazgleduvawetonapHnakiselinskipuferi, kajbaznitepuferimo`edajanapi{emeslednatamatemati~kaformulacija:

  11. pOH = pKb + log [co(solta)/co (bazata)], kadeco(solta) ico(bazata) se po~etnitekoncentraciinasoltaibazataodkoi e sostaventojpufer. Akoimamena primer Amonija~enpufer, koje sostavenodamonijakiamoniumhlorid (NH3iNH4Cl), toga{ co(solta) }e bide po~etnatakoncentracijana NH4Cl, dodekaco (bazata) }e bide po~etnatakoncentracijanabazataNH3,a pKb}e bide definiranokakonegativendekadenlogaritamodkonstantatanadisocijacijanabazata NH3. pKNH3 = -log(KNH3); KNH3= 1,8 x 10-5 mol/L.

  12. PromeninapH vorastvorsostavenod1 mol/L ocetnakiselinai1 mol/L natriumacetat so dodavawena H+ili OH- 0 Moles OH- Added Moles H+ Added

  13. Mehanizamnadejstvonapuferite Nekaimamepufersostavenodocetnakiselina (slabakiselina) i sol nakojugiranatabazanaocetnatakiselina (natriumacetat). CH3COOHiCH3COONa. Vo vodenrastvor, kogagiimame oviedvesupstanciiprisutni, }e postojatsledniteramnote`i: CH3COOH CH3COO- + H+ CH3COONa CH3COO- + Na+ Dapretpostavimesegadekavoovojsistemdodadememalokoli~estvo nanekojajakakiselinaHA. HA  H+ + A- Bidej}ijakatakiselinaHA potpolno }e disocirai }e dade H+joni, koi se nositelinakiselitesvojstva, toga{ }e dojde do reakcijana acetatnitejoniodsolta CH3COONA prisutnavopuferot, so H+jonite {to smegidobileoddisociranatajakakiselina. Kakorezultatnataareakcija }e se dobieslabanedisociranaocetna kiselina (taarekovmeglavnopostoivomolekulskanedisocirana forma), pa taka }e se spre~inaglatapromenanapH narastvorot.

  14. Po analogijanaprethodniot primer, mo`eda se objasnatisituaciikogavorastvornakiselinskipufer se dodavajakabaza (NaOH), na primer. Toga{ protonite (H+jonite) {to giimaprisutnioddisocijacijatanaocetnatakiselina, }e reagiraat so OH-joniteodjakatabaza, i }e gineutraliziraatgradej}ivoda so niv. -Sli~nalogikamo`eda se primeniikajbaznitepuferi (kajamonija~enpufer, obidete se daobjasnitekako bi odelmehanizmotnaprezervacijanapH, kogatamu bi dodale mala koli~inaodjakakiselinailijakabaza).Akoimameamonija~enpufer, sostavenodNH4OHiNH4Cl, toga{ voramnote`avovodenrastvor }e giimamesledniteformi: NH3 + HOH OH- + NH4+ NH4Cl NH4+ + Cl-

  15. Akododademevovakovpufer mala koli~inanasilnabaza, (zna~i OH- joni) NH4+ }e reagiraat so OH- i }e se dobivaslababaza NH4+ }e reagira so OH-

  16. Akododademevovakovpufer mala koli~inanasilnakiselina, (zna~i H+ joni) NH3}e reagira so H+ i }e se dobiva sol NH4Cl NH3}e reagira so H+

  17. Nekoipova`nipuferskisistemi, ipodra~jetonapH kadeoviepuferipoka`uvaatoptimalnodejstvo

  18. KapacitetnapuferitePod poimotkapacitetnapuferite se podrazbirakolkavokoli~estvonakiselinailibazapuferotmo`edaneutralizira, a pritoapHnarastvorotda ne se promenizapove}e odednapHedinica. Obi~no, zadaimamepogolemkapacitetnaedenpufer, trebadaimamepogolemikoncentraciiodkonstituentitenasoodvetniotpufer. Najgolempuferskikapacitet se postignuvakogapuferot e napraven taka danegovatapHvrednostkorespondira so negovatapKailipKbvrednost (a toazna~i, kiselinataisolta, ilibazataisoltadabidatvoekvimolarnikoncentracii, vidigiizrazitepodolu). Vo takovslu~ajpostoinajgolemasposobnostzaneutralizacija

  19. Hidroliza -kiselinsko-baznisvojstvanarastvorinanekoi soli- -Poznato e dekaprirastvoruvawetonaodredeni soli vovoda, kakona primer NaCl, KCl, K2SO4, LiNO3i sl., pHnavodeniterastvori ne se menuva, odnosnoostanuvana vrednostod 7.00 (t.e. istokakoipHna ~istatavoda). -Me|utoaprirastvorawenadrugi soli vovoda, kakona primer NH4NO3, NH4Cl, CH3COONa, NaCNi sl. lesnomo`emedautvrdimedekapHnavodeniterastvori se promenilo, odnosnopHnarastvoritestanalopomalo ilipogolemood 7.00. Ova se dol`inaprocesitena Hidrolizananekoi soli. -pod poimothidrolizana soli }e podrazbiramevzaemna interakcijanajoniteodvodata so jonitedobieniod disocijacijatanasolite, pri {to ~estodoa|a do promena napHnasredinata.

  20. Davidimesegakako }e giobjasnimeprocesitenahidroliza kajnekolkurazli~niprimerina soli: 1. Soli dobieniodsilnibaziisilnikiselini -Vidovmedekasolite se soedinenija {to se dobivaatpri reakciinaneutralizacijapome|ukiseliniteibazite. Pritoa, vokreirawetonasoltau~estvuvametalniotkatjon odbaziteikiselinskiotanjonodkiselinite. Eve eden primer nareakcijananeutralizacija: NaOH + HCl NaCl + H2O Solite, rekovme, vovodenrastvor, ne postojatkakomolekuli, tuku tie celosno se disociraninajoni. Primer, soltaNaClvovodenratsvor ne postoikako celosnaedinkailimolekula, tukuNaCl se razlo`uva nasostavnitedelovit.e. najoniodNa+iCl- NaCl Na+ (hidratiran) + Cl- (hidratiran) Poimot“hidratiran”ozna~uvadekajonitenaNa+iCl- ne se slobodni, tuku tie se obikoleni so molekuliodvoda.

  21. -Davidimekako }e giobjasnimeramnote`niteprocesi {to se slu~uvaatkogavovoda }e rastvorime sol dobienaodjakabazai jakakiselina. Takov primer e soltaNaCl. Ovaa sol mo`eda se dobie so reakcijananeutralizacijaod jakabaza (NaOH) ijakakiselina (HCl). Priramnote`nitereakciinahidrolizanasolite, preku hemiskiravenkigi pi{uvamedisocijaciiteinasoltai navodata, zatoa {to voovieprocesidisocijacijatanavodata igraogromnauloga. Eve kakotoaizgledavoprimerotnaNaCl. NaCl Na++ Cl- H2O  H++ OH- Zna~i, kogasoltaNaCl }e jarastvorimevovoda, vovodeniotrastvor }e bidatprisutnislednitejoni: Na+iCl- (dobienioddisocijacijatanaNaCl), i H+i OH-dobienioddisocijacijatanavodata.

  22. Vo ednavakvaramnote`a, mo`emedapretpostavimedekakatjoniteodsolta(Na+) mo`edareagiraat so anjoniteodvodata (OH-), iobratno, katjoniteoddisocijacijatanavodata (H+) mo`edareagiraat so anjonitedobieni so disocijacijatanasolta (Cl-). Priednatakvakombinacija, bi se dobileNaOHiHCl. No, bidej}iiNaOHiHClse silnielektroliti, tie vovodakompletnobi disociralenasoodvtenitejoni. -Toa bi zna~elodekavovodenrastvorna sol dobienaodjakabazaijakakiselina, koncentracijatanaH+jonite (tie se nositelinakiselinskitesvojstva) i koncentracijatanaOH-jonite (tie pak se nositelinabaznitesvojstva) bi bilaidenti~na. -Toa impliciradekaprirastvoruvawenavakvi soli vovoda, pHnavodeniterastvori ne se menuva, ilivikamedeka“solitedobieniodjakibaziijakikiselini NE HIDROLIZIRAAT“. Primerizatakvi soli se NaCl, KCl, K2SO4, LiNO3, Na2SO4, KNO3 …

  23. 2. Hidrloizana soli dobieniodJAKI BAZI i SLABI KISELINI -primer zaednatakva sol e NaCN. NaCNmo`eda se smetadeka e sol dobienaprireakcijananeutralizacijaodsilnatabazaNaOHislabatakiselinaHCN. Vo vodenrastvornasoltaNaCN }e postojatsledniteramnote`i: NaCN Na++ CN- H2O  H++ OH- Zna~i, kogasoltaNaCN }e jarastvorimevovoda, vovodeniotrastvor }e bidatprisutnislednitejoni: Na+i CN- (dobienioddisocijacijatanaNaCl), i H+i OH-dobienioddisocijacijatanavodata.

  24. Vo ednavakvaramnote`a, mo`emedapretpostavimedekakatjoniteodsolta (Na+) mo`edareagiraat so anjoniteodvodata (OH-), iobratno, katjoniteoddisocijacijatanavodata (H+) mo`edareagiraat so anjonitedobieni so disocijacijatanasolta (CN-). Priednatakvakombinacija, bi se dobileNaOHiHCN. Bidej}iNaOHe jakabaza, taavovodacelosno bi disocirala, naNa+iOH-joni. HCN, pak, e slabakiselina, itaavovodasamodelumno (mnogumalku bi disocirala), pri {to bi se dobilemnogumalkuslobodniH+jonivorastvorot. -Priednavakvasituacija, vovodenrastvorna sol dobienaodjakabazaislabakiselina, koncentracijatanaH+jonite(tie se nositelinakiselinskitesvojstva) bi bilamnogupomalaodkoncentracijatanaOH-jonite (tie se nositelinabaznitesvojstva). -Toa impliciradekaprirastvoruvawenavakvi soli vovoda, pHnavodeniterastvoribi bilobazno, ilivikamedeka“solitedobieniodjakibaziislabikiselini HIDROLIZIRAATBAZNO“. Primerizatakvi soli se NaCN, CH3COONa, Na2S, Natriumcitrat, natriumtartarat…

  25. 3. Hidrloizana soli dobieniodJAKI KISELINI i SLABI BAZI -primer zaednatakva sol e NH4Cl. NH4Cl mo`eda se smetadeka e sol dobienaprireakcijananeutralizacijaodsilnatakiselinaHClislabatabazaNH4OH. Vo vodenrastvornasoltaNH4Cl }e postojatsledniteramnote`i: NH4Cl NH4++ Cl- H2O  H++ OH- Zna~i, kogasoltaNH4Cl }e jarastvorimevovoda, vovodeniotrastvor }e bidatprisutnislednitejoni: NH4+iCl- (dobienioddisocijacijatanaNH4Cl), i H+i OH-dobienioddisocijacijatanavodata.

  26. Vo ednavakvaramnote`a, mo`emedapretpostavimedekakatjoniteodsolta(NH4+) mo`edareagiraat so anjoniteodvodata (OH-), iobratno, katjoniteoddisocijacijatanavodata (H+) mo`edareagiraat so anjonitedobieni so disocijacijatanasolta (Cl-). Priednatakvakombinacija, bi se dobileNH4OH iHCl. Bidej}iHCle jakakiselina, taavovodacelosno bi disocirala, naH+iCl-joni. NH4OH, pak, e slababaza, itaavovodasamodelumno (mnogumalku bi disocirala), pri {to bi se dobilemnogumalkuslobodni OH-jonivorastvorot. Priednavakvasituacija, vovodenrastvorna sol dobienaodjakakiselinaislababaza, koncentracijatanaH+jonite (tie se nositelinakiselinskitesvojstva) bi bilamnogupogolemaodkoncentracijatanaOH-jonite (tie se nositelinabaznitesvojstva). -Toa impliciradekaprirastvoruvawenavakvi soli vovoda, pHnavodeniterastvoribi bilokiselo, ilivikamedeka“solitedobieniodjakikiseliniislabibazi HIDROLIZIRAATKISELO“. Primerizatakvi soli se NH4Cl, NH4NO3, (NH4)2SO4,…

  27. -Zapolesnodazapamtimekako }e hidroliziraat nekoi soli, bitno e da se znaeslednovopravilo: -hidrloiziraatsamosolitedobienie so kombinacija najakikiseliniislabibazi, ilijakibaziislabikiselini, (a istoisolitedobieniodslabibaziislabikiselini). Pritoa, sekoga{ solta }e hidrolizira (t.e. pH }e se promenivoodnosnapHna ~istatavoda) voistanasokakakojonotodsolta {to poteknuva odtoa {to e “silno”. -Imeno, akokatjonotodsolta poteknuvaodsilnabaza, toga{ solta }e hidrolizirabazno. -Ako, pak, anjonotodsoltapoteknuvaodsilnakiselina, toga{ solta }e hidrolizirakiselo. -NE HIDROLIZIRAAT soli dobieniodjakibazii jakikiselini!! (da se znaesamoinformativnodekasoli odslabibaziislabi kiselini }e hidroliziraatslabobaznoilislabokiselo, vozavisnostodtoakojodjonitevosoltapoteknuvaod”posilniot” oddvataslabielektrolitiodkoi e sostavenatakvata sol)

More Related