Калькулятор расчета буферного раствора ацетат натрия

Буферная сила — это сопротивление буферного раствора действию кислот и щелочей. Если при прочих равных один раствор лучше удерживает концентрацию водородных ионов по сравнению с другим, то он обладает большей буферной силой.

Прежде чем знакомиться с буферными растворами, важно разобраться с такими понятиями как кислотный раствор и водородный показатель pH.

Кислотные растворы

Итак, кислота — это химическое соединение, содержащее водород и образующее водородные ионы (заряженные частицы) при растворении в воде. Именно заряженные частицы — ионы водорода придают кислотам их свойства, но существуют они только в водных растворах. Сильная кислота — это кислота, большинство молекул которой при разбавлении водой распадается и выделяет водородные ионы. Такой параметр в химии принято обозначать как pH.

Водородный показатель

Показатель водорода pH — эта мера активности водородных ионов в растворе, которая выражает его кислотность. Чем меньше pH, тем кислее раствор или среда. Самые сильные кислоты имеют показатель pH менее 1,0, к которым относится, например, электролиты свинцовых аккумуляторов. Кислотные среды разной силы имеют pH в диапазоне от 0 до 6,9. Нейтральными считаются соединения с pH = 7. Щелочные среды характеризуются водородным показателем от 7,1 до 14,0.

Поддержание pH на одном уровне — важная химическая задача. И не только в промышленности и науке, ведь самый простой пример удерживания pH — это кислотно-щелочной баланс организма. Например, водородный показатель кожи человека равен 5,5. Производители мыла выпускают продукты с pH на уровне 9-10 именно для поддержания кислотно-щелочного баланса, иначе кожа рук будет терять воду и сушиться, что может стать причиной появления аллергии или зуда. Именно для удержания показателя водорода на одном уровне в промышленности используются буферные растворы.

Определение буфера

Буферный раствор — это раствор с определенной концентрацией ионов водорода pH, которая практически не изменяется при добавлении к нему небольшого количества сильной кислоты или щелочи, а также при разбавлении или концентрировании. Простыми словами, буферные растворы способны поддерживать pH на одном уровне. Буферная сила при этом — это свойство раствора противостоять действию кислот или щелочей.

Рассмотрим пример. Пусть имеется разбавленный раствор соляной кислоты с pH = 1,0. Если к нему добавить каплю щелочного раствора, то произойдет мгновенной скачок концентрации водородных ионов до pH = 13,0. Если же добавить каплю щелочи в насыщенный раствор дигидрофосфата натрия NaH2PO4 с pH = 5,50, то его водородный показатель изменится всего лишь на 0,01 и вырастет до значения pH = 5,51. Таким образом, раствор NaH2PO4 — буферный раствор, и его буферная сила гораздо выше, чем у разбавленного раствора HCl.

Существует множество буферных растворов: аммонийные, боратные, фосфатные, ацетатные или фталатные. Каждый из таких буферов способен поддерживать водородный показатель в определенном диапазоне. Например, фталатный буфер, который готовится путем разбавления раствора соляной кислоты раствором гидрофосфата калия, способен удерживать pH в диапазоне 2,2-3,8. Наш же калькулятор — это помощник для приготовления ацетатного буфера.

Ацетатный буфер

Буферный раствор ацетата натрия — это раствор, который готовится путем смешения тригидрата ацетата, уксусной кислоты и воды. Такой ацетатный буфер способен удерживать pH в диапазоне от 3,8 до 6,3, поэтому он используется в биохимии для растворения белков, а также при хроматографии. Буферные смеси готовятся с различным соотношением веществ, в результате чего сила буфера и водородный показатель могут отличаться. Рассмотрим пример приготовления растворов и подсчета их параметров.

Пример работы калькулятора

В справочнике по химии представлен способ приготовления ацетатного буфера. Для этого в колбу на 500 мл требуется добавить 50 мл NaOH. После этого выбрать требуемый водородный показатель и на основании этого добавить необходимое количество уксусной кислоты. Например, для ацетатного буфера с pH = 5 требуется добавить в колбу 73,40 мл уксусной кислоты, после чего разбавить смесь дистиллированной водой до отметки. Если требуется смешать ацетатный буфер с заданной силой, то используйте наш онлайн-калькулятор.

Пусть требуется смешать буферный раствор ацетата натрия с показателем водорода pH = 3,7 и буферной силой 200. При помощи калькулятора легко вычислить пропорции веществ: просто вбейте заданные значения в соответствующие ячейки и получите результат. В итоге для приготовления раствора с указанными параметрами потребуется 1,1110 % уксусной кислоты и 0,2227 % тригидрата ацетата натрия.

Заключение

Буферные растворы широко используются в химии для поддержания кислотно-щелочного баланса. Наш калькулятор поможет вам рассчитать буферный раствор ацетата натрия с указанными водородным показателем и буферной силой.