Basiskennis chemie 6/Buffers

Buffers

Bij een eerdere bespreking van zuur/base buffers zijn de volgende eigenschappen van deze oplossingen aan de orde geweest:

• Een buffer houdt zijn pH vast als hij verdund wordt.
• Een buffer houdt zijn pH vast als er zuur of base toegevoegd wordt.

In deze en de volgende pagina's ga je kijken hoe waar deze regels zijn.

In de tabel hieronder is voor een aantal toevoegingen van zuur en base aan buffers van verschillende concentraties de pH berekend van de resulterende oplossing. De regel met de groene achtergrond is de buffer waaraan het zuur of de base wordt toegevoegd.

pH-effect van het toevoegen aan 1 liter buffer Toegevoegd $[\mathrm{H}\mathrm{A}\mathrm{c}]$ = 0,011 $[\mathrm{A}\mathrm{c}{\phantom{A}}^{-}]$ = 0,022 $[\mathrm{H}\mathrm{A}\mathrm{c}]$ = 0,025 $[\mathrm{A}\mathrm{c}{\phantom{A}}^{-}]$ = 0,050 $[\mathrm{H}\mathrm{A}\mathrm{c}]$ = 0,100 $[\mathrm{A}\mathrm{c}{\phantom{A}}^{-}]$ = 0,200   pH [[:Sjabloon: ]] $\mathrm{\Delta }\mathrm{p}\mathrm{H}$ pH [[:Sjabloon: ]] $\mathrm{\Delta }\mathrm{p}\mathrm{H}$ pH [[:Sjabloon: ]] $\mathrm{\Delta }\mathrm{p}\mathrm{H}$ 0,010 mol $\mathrm{O}\mathrm{H}{\phantom{A}}^{-}$ Sjabloon:!! style="background-color:yellow; " | 6,250 Sjabloon:!! + 1,204 Sjabloon:!! style="background-color:#FF9672; " | 5,347 Sjabloon:!! + 0,301 Sjabloon:!! style="background-color:lightblue; " | 5,113 Sjabloon:!! + 0,067 0,008 mol $\mathrm{O}\mathrm{H}{\phantom{A}}^{-}$ Sjabloon:!! style="background-color:yellow; " | 5,745 Sjabloon:!! + 0,699 Sjabloon:!! style="background-color:#FF9672; " | 5,278 Sjabloon:!! + 0,232 Sjabloon:!! style="background-color:lightblue; " | 5,099 Sjabloon:!! + 0,053 0,006 mol $\mathrm{O}\mathrm{H}{\phantom{A}}^{-}$ Sjabloon:!! style="background-color:yellow; " | 5,493 Sjabloon:!! + 0,447 Sjabloon:!! style="background-color:#FF9672; " | 5,214 Sjabloon:!! + 0,168 Sjabloon:!! style="background-color:lightblue; " | 5,085 Sjabloon:!! + 0,039 0,004 mol $\mathrm{O}\mathrm{H}{\phantom{A}}^{-}$ Sjabloon:!! style="background-color:yellow; " | 5,315 Sjabloon:!! + 0,269 Sjabloon:!! style="background-color:#FF9672; " | 5,155 Sjabloon:!! + 0,109 Sjabloon:!! style="background-color:lightblue; " | 5,072 Sjabloon:!! + 0,026 0,002 mol $\mathrm{O}\mathrm{H}{\phantom{A}}^{-}$ Sjabloon:!! style="background-color:yellow; " | 5,171 Sjabloon:!! + 0,125 Sjabloon:!! style="background-color:#FF9672; " | 5,099 Sjabloon:!! + 0,053 Sjabloon:!! style="background-color:lightblue; " | 5,059 Sjabloon:!! + 0,013 buffer 5,046 5,046 5,046 0,002 mol $\mathrm{H}{\phantom{A}}^{+}$ Sjabloon:!! style="background-color:yellow; " | 4,932 Sjabloon:!! - 0,114 Sjabloon:!! style="background-color:#FF9672; " | 4,995 Sjabloon:!! - 0,051 Sjabloon:!! style="background-color:lightblue; " | 5,033 Sjabloon:!! - 0,013 0,004 mol $\mathrm{H}{\phantom{A}}^{+}$ Sjabloon:!! style="background-color:yellow; " | 4,824 Sjabloon:!! - 0,222 Sjabloon:!! style="background-color:#FF9672; " | 4,945 Sjabloon:!! - 0,101 Sjabloon:!! style="background-color:lightblue; " | 5,020 Sjabloon:!! - 0,026 0,006 mol $\mathrm{H}{\phantom{A}}^{+}$ Sjabloon:!! style="background-color:yellow; " | 4,718 Sjabloon:!! - 0,328 Sjabloon:!! style="background-color:#FF9672; " | 4,897 Sjabloon:!! - 0,149 Sjabloon:!! style="background-color:lightblue; " | 5,007 Sjabloon:!! - 0,039 0,008 mol $\mathrm{H}{\phantom{A}}^{+}$ Sjabloon:!! style="background-color:yellow; " | 4,612 Sjabloon:!! - 0,434 Sjabloon:!! style="background-color:#FF9672; " | 4.849 Sjabloon:!! - 0,197 Sjabloon:!! style="background-color:lightblue; " | 4,995 Sjabloon:!! - 0,051 0,010 mol $\mathrm{H}{\phantom{A}}^{+}$ Sjabloon:!! style="background-color:yellow; " | 4,502 Sjabloon:!! - 0,544 Sjabloon:!! style="background-color:#FF9672; " | 4,803 Sjabloon:!! - 0,243 Sjabloon:!! style="background-color:lightblue; " | 4,982 Sjabloon:!! - 0,064

Azijnzuur/Acetaat

Opvallende zaken

In bovenstaande tabel is het misschien niet zo duidelijk, in de figuur vallen een paar op:

• De verhouding van de zure en de basische vorm is in het beginpunt steeds hetzelfde, en de pH dus ook.
• De met de blauwe lijn (en kolom) weergegeven buffer is duidelijk minder gevoelig voor het toevoegen van zuur ene base dan de twee andere buffers.
• Zeker bij de gele lijn, en minder goed bij de rode, is te zien dat deze niet recht is.
• Naar de basische kant is het effect van toevoegen van base veel beter zichtbaar dan dan aan de andere zijde waar zuur wordt toegevoegd.
  

In de volgende paragraaf wordt dieper op deze aspecten ingegaan.