علمی ترین مطالب در مورد بافر و کاربردهای آن

بافر چیست؟

بافر محلولی است که می تواند در برابر تغییر pH با افزودن یک جزء اسیدی یا بازی مقاومت کند. این ماده می‌تواند مقادیر کمی اسید یا باز اضافه شده را خنثی کند، بنابراین pH محلول را نسبتاً ثابت نگه می‌دارد. این برای فرآیندها و/یا واکنش هایی که به محدوده pH خاص و پایدار نیاز دارند مهم است. محلول‌های بافر دارای محدوده PH کاری و ظرفیتی هستند که میزان اسید/ باز را می‌توان قبل از تغییر pH خنثی کرد و میزان تغییر آن را تعیین می‌کند.

به بیان دیگر بافر محلولی است که حاوی اسید ضعیف و نمک آن یا باز ضعیف و نمک آن است که در برابر تغییرات pH مقاوم است. بافر محلول آبی اسید ضعیف و باز مزدوج آن یا باز ضعیف و اسید مزدوج آن است. بافر را می توان بافر pH، بافر یون هیدروژن یا محلول بافر نیز نامید.

بافرها برای حفظ pH پایدار در محلول استفاده می شوند، زیرا می توانند مقادیر کمی از اسید اضافی باز را خنثی کنند. برای یک محلول بافر معین، یک محدوده pH کار و مقدار مشخصی اسید یا باز وجود دارد که می توان قبل از تغییر pH خنثی کرد.

معرفی انواع محلول های بافری

دو نوع اصلی سیستم بافر وجود دارد.

سیستم بافر اسیدی: محلول حاوی مقدار زیادی اسید ضعیف و نمک آن با باز قوی، محلول بافر اسیدی نامیده می‌شود.

pH = pKa + log [نمک] / [اسید]

سیستم بافر پایه: محلول حاوی مقدار زیادی باز ضعیف و نمک آن با اسید قوی به عنوان محلول بافر بازی نامیده می‌شود.

pOH = pKb + log [نمک] / [پایه]

مفهوم ظرفیت بافر چیست؟

ظرفیت بافر مقدار اسید یا بازی است که بافرها قبل از شکستن ظرفیت افزودن اسید قوی قادر به جذب آن هستند. محلول هایی که باز ضعیف‌تری دارند، در هنگام افزودن اسید قوی ظرفیت بافر بیشتری دارند. محلول هایی با مقادیر بالاتر اسید ضعیف دارای ظرفیت بافر بالاتری هنگام افزودن یک باز قوی هستند.

ظرفیت بافر توانایی یک محلول برای مقاومت در برابر تغییرات pH را با جذب یا دفع یون های H+ و OH- کمیت می‌کند. هنگامی که یک اسید یا باز به یک سیستم بافر اضافه می‌شود، تأثیر بر تغییر pH می‌تواند بزرگ یا کوچک باشد، بسته به pH اولیه و ظرفیت بافر برای مقاومت در برابر تغییر pH.

محاسبه ظرفیت بافر

ظرفیت بافر (β) به عنوان مول های اسید یا باز لازم برای تغییر pH محلول بر 1، تقسیم بر تغییر pH و حجم بافر بر حسب لیتر تعریف می شود. این یک عدد بدون واحد است. یک بافر در برابر تغییرات pH به دلیل افزودن اسید یا باز از طریق مصرف بافر مقاومت می کند. تا زمانی که بافر به طور کامل واکنش نشان نداده باشد، pH به شدت تغییر نخواهد کرد. با کاهش بافر، تغییر pH به شدت افزایش می‌یابد (یا کاهش می‌یابد) و مقاومت آن در برابر تغییر کمتر می‌شود.

آشنایی با مکانیسم عمل محلول‌های بافری

بافر محلولی است که می‌تواند در برابر تغییر pH با افزودن یک جزء اسیدی یا بازی مقاومت کند. این می تواند مقادیر کمی اسید یا باز اضافه شده را خنثی کند، بنابراین pH محلول را نسبتاً ثابت نگه می‌دارد. این برای فرآیندها و/یا واکنش‌هایی که به محدوده pH خاص و پایدار نیاز دارند، مهم است.

یک بافر با داشتن غلظت نسبتاً بالایی از اسید یا باز، یا اغلب، هم اسید و هم باز، در برابر تغییرات pH مقاومت می‌کند. آب خالص یا هر محلول بسیار رقیق می تواند pH را به راحتی تغییر دهد، زیرا اضافه کردن یک قطره اسید یا باز فوراً غلظت را با یک مرتبه بزرگی تغییر می‌دهد. زمانی که محلول حاوی غلظت بالایی از اسید و باز (مجموعه آن) باشد، افزودن یک قطره تنها مقدار کمی غلظت را تغییر می دهد و در نتیجه تقریباً بر pH تأثیر نمی‌گذارد.

نحوه عملکرد محلول بافر چگونه است؟

بافرها با خنثی کردن اسیدهای اضافه شده (یون های H+) یا باز (یون های OH-) برای حفظ pH متوسط عمل می‌کنند و آنها را به اسید یا باز ضعیف تری تبدیل می‌کنند. بعنوان مثال بافری که از آمونیاک باز ضعیف NH3 و اسید مزدوج آن NH4+ تشکیل شده است را در نظر بگیرید. هنگامی که HCl (اسید قوی) به این سیستم بافر اضافه می شود، یون های H+ اضافه شده به سیستم توسط NH3 مصرف می شود تا NH4+ را تشکیل دهد. اکنون، چون تمام یون‌های H+ اضافی قفل شده‌اند و اسید ضعیف‌تری به نام NH4+ تشکیل داده‌اند، بنابراین pH سیستم به‌طور چشمگیری تغییر نمی‌کند. به طور مشابه وقتی NaOH (باز قوی) به این سیستم بافر اضافه می‌شود، یون آمونیوم یک پروتون به پایه اهدا می‌کند تا به آمونیاک و آب تبدیل شود و در نتیجه بدون تغییر pH قابل توجهی، پایه را خنثی می‌کند.

اصطلاحی وجود دارد با عنوان "شکستن محلول بافر" که زمانی به وجود می‌آید که کل باز و اسید مزدوج آن برای خنثی کردن اسید یا باز اضافه شده مصرف شود. افزودن بیشتر اسید یا باز به بافر باعث تغییر سریع pH آن می شود. بنابراین شکستن بافر ظرفیت آن است یا به عبارت دیگر مقدار اسید یا باز است که یک بافر قبل از شکستن ظرفیت خود می تواند جذب کند. لازم به ذکر است که محلولی با باز ضعیف ظرفیت بافر بیشتری برای افزودن اسید قوی دارد و محلول اسید ضعیف ظرفیت بافر بیشتری برای افزودن باز قوی دارد.

بافر اسیدی چیست؟

محلول های بافر اسید دارای pH کمتر از 7 هستند. معمولاً از یک اسید ضعیف و یکی از نمک های آن (اغلب به نام مزدوج) ساخته می‌شود. محلول‌های بافر اسیدی معمولاً مخلوطی از اتانوئیک اسید و اتانوات سدیم در محلول هستند که وقتی در غلظت‌های مولی مساوی مخلوط شوند، دارای pH 4.76 هستند. می‌توانید با تغییر نسبت اسید به نمک یا انتخاب اسید متفاوت و یکی از نمک های آن، pH محلول بافر را تغییر دهید. دیجی شیمی عرضه کننده بهترین و مرغوب ترین مواد شیمیایی است که بافر اسیدی را با قیمتی مناسب و کیفیتی ایده آل به صورت آنلاین عرضه می کند. شما می توانید با مراجعه به سایت این مرکز، نسبت به خرید بافر اسیدی اقدام نمایید.

بافر بازی چیست؟

محلول های بافر قلیایی PH بیشتر از 7 دارند و از یک باز ضعیف و یکی از نمک های آن ساخته می شوند. یک مثال بسیار رایج از محلول بافر قلیایی مخلوطی از آمونیاک و محلول کلرید آمونیوم است. اگر اینها به نسبت مولی مساوی مخلوط شوند، محلول دارای pH 9.25 خواهد بود. شما می توانید برای خرید بافر قلیایی با کیفیت بسیار بالا و قیمت مناسب به دیجی شیمی که مرجعی مطمئن برای فروش مواد شیمیایی است، رجوع کنید.

چگونگی تهیه محلول‌های بافری

چند راه برای تهیه محلول بافری با pH خاص وجود دارد. در روش اول با حل کردن فرم اسیدی بافر در حدود 60 درصد حجم آب مورد نیاز برای بدست آوردن حجم محلول نهایی، محلولی با اسید و باز مزدوج آن تهیه کنید. سپس pH محلول را با استفاده از پروب pH اندازه گیری کنید. PH را می‌توان با استفاده از یک پایه قوی مانند NaOH تا مقدار مورد نظر تنظیم کرد. اگر بافر با یک باز و اسید مزدوج آن ساخته شود، PH را می توان با استفاده از اسید قوی مانند HCl تنظیم کرد. هنگامی که PH درست شد، محلول را تا حجم نهایی مورد نظر رقیق کنید.

کاربرد محلول های بافری

محلول‌های بافر برای ثابت نگه داشتن مقدار pH در انواع کاربردهای شیمیایی بسیار ضروری هستند و بنابراین محلول‌های بافر کاربردهای زیادی دارند. در صنعت، محلول‌های بافر در موارد زیر استفاده می‌شود:

• تخمیر
• رنگرزی پارچه
• تجزیه و تحلیل شیمیایی
• محصولات خانگی مانند مایعات شوینده
• محصولات بهداشت فردی مانند صابون
• تجهیزات کالیبراسیون

خرید بافر تنظیم PH

با توجه به کاربرد های گسترده ای که بافرها در صنایع شیمیایی و غذایی دارند، فروش آنها در مراکز عرضه کننده مواد شیمیایی رایج است. اما اگر به دنبال یکی از انواع مرغوب و با کیفیت آن هستید، پیشنهاد می کنیم خرید بافر تنظیم PH را به سایت دیجی شیمی بسپارید. این مرکز عرضه کننده بهترین انواع بافرهای اسیدی و بافرهای قلیایی است و آنها را با قیمتی مناسب به دست مصرف کننده می رساند. شما با خرید از دیجی شیمی ضمن اینکه می توانید مشاوره های رایگان محصولی را از کارشناسان بازرگانی این مرکز دریافت کنید، نسبت به خرید بافر تنظیم PH با کیفیتی هم اقدام نموده اید. دیجی شیمی محصول خریداری شده را در کوتاه ترین زمان ممکن در محل شما تحویل داده و تمام تلاش خود را جهت جلب رضایت شما کاربران عزیز خواهد کرد.