ווי אזוי צו מאַכן אַ באַפער לייזונג
הקדמה
א באַפער לייזונג איז אַ כעמישע לייזונג וואָס האַלט אַ רעלאַטיוו קאָנסטאַנט pH אפילו ווען קליינע מאָסן פון זויער אָדער באַזע ווערן צוגעגעבן. באַפער לייזונגען זענען וויכטיק אין אַ פאַרשיידנקייט פון פעלדער, אַרייַנגערעכנט ביאָכעמיע, פאַרמאַסי און פאָרשונג לאַבאָראַטאָריעס. דער אַרטיקל וועט דעקן ווי צו מאַכן אַ באַפער לייזונג, אַרייַנגערעכנט אַ גרונטלעכע פארשטאנד פון ווי באַפער לייזונגען אַרבעטן, די קאָמפּאָנענטן וואָס זענען דארף, און די ספּעציפֿישע טריט וואָס זענען ינוואַלווד.
פֿאַרשטיין באַפֿער סאַלושאַנז
א באַפער לייזונג באשטייט פון א קאָניוגאַט זויער-באַזע פּאָר וואָס קען אַבזאָרבירן H⁺ אָדער OH⁻ יאָנען צוגעגעבן צו דער לייזונג, דערמיט פאַרהיטנדיק דראַסטישע ענדערונגען אין pH. עס זענען דאָ צוויי הויפּט טייפּס פון באַפער לייזונגען:
1. זויער באַפער: געמאַכט פֿון אַ שוואַכן זויער און זײַן זאַלץ (וואָס ענטהאַלט זײַן קאָניוגאַט באַזע). אַ בײַשפּיל איז אַ געמיש פֿון עסיק זויער (CH₃COOH) און נאַטריום אַצעטאַט (CH₃COONa).
2. באַזע באַפער: געמאַכט פֿון אַ שוואַכער באַזע און איר זאַלץ (וואָס ענטהאַלט איר קאָניוגאַט זויער). אַ בייַשפּיל איז אַ געמיש פֿון אַמאָניאַק (NH₃) און אַמאָניום קלאָריד (NH₄Cl).
דער באַגריף פון pH און די האָפֿשטאַדטעראַווע לינעאַרע באַפֿער גלייכונג
דער pH ווערט פון א באַפער לייזונג קען אויסגערעכנט ווערן מיט דער הענדערסאָן-האַסעלבאַלטש גלייכונג:
\[ \text{pH} = \text{pK}_a + \log \left( \frac{[\text{קאָנדזשוגאַט באַזע}]}{[\text{זויער]} }\right) \]
די מאנא:
– \(\text{pH}\) איז דער גראַד פון זויערקייט פון דער לייזונג.
– \(\text{pK}_a\) איז די זויער דיסאָסיאַציע קאָנסטאַנטע פון דער זויער וואָס ווערט גענוצט.
– \([\text{קאָנדזשוגאַט באַזע}]\) איז די קאָנצענטראַציע פון דער קאָנדזשוגאַט באַזע.
– \([\text{זויער}]\) איז די קאנצענטראציע פון זויער.
קאָמפּאָנענטן דארף צו מאַכן אַ באַפער לייזונג
1. שוואַכע זויער/שוואַכע באַזע: קלייַבט אַ שוואַכע זויער אָדער באַזע וואָס האָט אַ \(\text{pK}_a\) נאָענט צום געוואונטשענעם pH.
2. קאָניוגאַט זויער/באַזע זאַלץ: קלייבט אויס די פּאַסיקע קאָניוגאַט זויער אָדער באַזע זאַלץ צו שאַפֿן די באַפער סיסטעם.
3. סטאַנדאַרט לייזונג: א סטאַנדאַרט לייזונג קען העלפֿן וואַשן אָדער סטאַביליזירן דעם pH פון דעם באַפער.
טריט צו מאַכן אַ באַפער לייזונג
1. באַשטימען דעם געוואונטשענעם pH
באַשטימט דעם געוואונטשענעם pH פֿאַר דעם באַפער. למשל, אויב איר דאַרפֿט אַ באַפער מיט אַ pH פֿון 7,0, קענט איר נוצן אַ סיסטעם פֿון אַ שוואַכער זויער און זײַן קאָניוגאַט באַזע וואָס האָט אַ pK נאָענט צו דעם ווערט.
2. קלייבט אויס די ריכטיגע באַפער סיסטעם
אויסקלייבן דעם זויער-באזע פּאָר צו ניצן. למשל, עסיק זויער (\(\text{pK}_a = 4.76\)) און נאַטריום אַצעטאַט ווערן גענוצט פֿאַר דעם אַצעטאַט באַפער, בשעת אַמאָניאַק (\(\text{pK}_b\) פֿאַר NH₃ איז 4.75) און אַמאָניום קלאָריד ווערן גענוצט פֿאַר דעם אַמאָניאַק באַפער.
3. רעכענען אויס די פּראָפּאָרציע פון קאָניוגאַט זויער און באַזע
ניצט די הענדערסאָן-האַסעלבאַלך גלייכונג צו רעכענען די פארלאנגטע פּראָפּאָרציע פון זויער צו קאָניוגאַט באַזע. למשל, צו מאַכן אַ באַפער מיט אַ pH פון 7 ניצנדיק פאָספאָר זויער (\(\text{pK}_a 2 = 7.2\)), ווערט די גלייכונג:
[7.0 = 7.2 + \log \left( \frac{[HPO_4^{2-}]}{[H_2PO_4^{-}]} \right) \]
אַזוי,
\[ \log \left( \frac{[HPO_4^{2-}]}{[H_2PO_4^{-}]} \right) = 7.0 – 7.2 \]
\[ \log \left( \frac{[HPO_4^{2-}]}{[H_2PO_4^{-}]} \right) = -0.2 \]
\[ \frac{[HPO_4^{2-}]}{[H_2PO_4^{-}]} = 10^{-0.2} \אומגעפער 0.63 \]
אַזוי, איר דאַרפֿט 0.63 מאָל פֿון דער קאָניוגאַט באַזע (HPO_4^2-) פֿאַר יעדן מאָל פֿון דער זויער (H_2PO_4^-).
4. צוגרייטן א קאָנדזשוגאַט זויער און באַזע לייזונג
צוגרייטן סטאַק לייזונגען פון די קאָניוגאַט זויער און באַזע אין באַקאַנטע קאָנצענטראַציעס. למשל, אויב איר מאַכט אַ 1 ליטער בופער לייזונג, וועט איר דאַרפֿן די זויער און באַזע לייזונגען אויסגערעכנט באַזירט אויף דעם פריערדיקן שריט.
5. מישן די לייזונג
מישט די זויער און קאָניוגאַט באַזע לייזונגען אין די באַרעכנטע פּראָפּאָרציעס. כּדי צו זיכער מאַכן דעם ריכטיקן pH, מישט די געמיש גוט און פּרובירט דעם pH מיט אַ קאַליברירטן pH מעטער.
6. צופּאַסן דעם pH אויב נייטיק
אויב דער pH פון א באַפער לייזונג איז נישט ווי געוואונטשן, קענט איר עס צופּאַסן דורך צולייגן קליינע מאָסן פון א שטאַרקער זויער (למשל, HCl) אדער א שטאַרקער באַזע (למשל, NaOH) ביז דער געוואונטשער pH ווערט דערגרייכט. אָבער, מען מוז זיין אָפּגעהיט נישט צו באַשעדיגן דעם באַפער סיסטעם דורך צולייגן צו פיל זויער אדער באַזע.
7. קאָנסטיטואַנט פארזיכערונג
אזוי שנעל ווי דער pH איז ריכטיג, לייגט צו דעיאָניזירט וואַסער ביזן געוואונטשענעם באַנד, למשל 1 ליטער אויב איר צוגרייט אַ 1 ליטער באַפער.
פּראַקטיש בייַשפּיל פון מאַכן אַ באַפער לייזונג
בייַשפּיל 1: פאָספֿאַט באַפֿער (pH 7,0)
צו מאַכן 1 ליטער פון פאָספֿאַט באַפֿער לייזונג מיט pH 7,0:
– נויטיקע מאַטעריאַלן:
– 0,1 M Na₂HPO₄ (נאַטריום הידראָגען פאָספֿאַט)
– 0,1 M NaH₂PO₄ (סאָדיום דיהידראָגען פאָספֿאַט)
– טריט:
1. רעכנט אויס דעם פאַרהעלטעניש ניצנדיק די הענדערסאָן-האַסעלבאַלטש גלייכונג ווי אין די אויבן דערמאָנטע טריט.
2. מישט 0,63 מאָל (63 מל) Na₂HPO₄ מיט 1 מאָל (100 מל) NaH₂PO₄.
3. נאכן מישן, טעסט דעם pH און פאררעכט אויב נויטיג.
4. לייגט צו וואַסער ביז עס דערגרייכט אַ באַנד פון 1 ליטער.
בייַשפּיל 2: אַצעטאַט באַפער (pH 4.76)
צו מאַכן 500 מל פון אַצעטאַט באַפער לייזונג מיט pH 4.76:
– נויטיקע מאַטעריאַלן:
– 0.1 M עסיק זויער (CH₃COOH)
– 0.1 M נאַטריום אַסעטאַט (CH₃COONa)
– טריט:
1. מישט 0.5 מול עסיק זויער מיט 0.5 מול נאטריום אצעטאט.
2. טעסט דעם pH און סטרויערט אויב נייטיק.
3. לייגט צו וואַסער ביז עס דערגרייכט אַ באַנד פון 500 מל.
קעסימפּולאַן
מאכן באַפער לייזונגען פארלאנגט א יסודות'דיגע פארשטענדעניש פון זויער-באזע כעמיע און די מעגלעכקייט צו דורכפירן קאלקולאציעס ניצנדיג די הענדערסאן-האסעלבאך גלייכונג. דורך סיסטעמאטישע טריט, קענט איר שאפן באַפער לייזונגען וואס וועלן אויפהאלטן א סטאבילן pH אונטער א פארשיידנקייט פון עקספערימענטאלע באדינגונגען. מיט איבערגעחזרטע פראקטיק, וועט איר ווערן מער באַגאַבט אין שאפן באַפער לייזונגען צוגעפאסט צו אייערע ספעציפישע באדערפענישן.
