बफर समाधान एक कमजोर अम्ल और उसका संयोजन अधातु या एक कमजोर अधातु और उसका संयोजन अम्ल से मिश्रण होता है। ये समाधान पानी में घुलनशील होते हैं और जब थोड़ी मात्रा में अम्ल या लवण जोड़ी जाती है, या जब वे पतले होते हैं, तो pH में परिवर्तनों का समर्थन करते हैं।

बफर समाधानों में एक बहुत ही छोटी मात्रा के साथ ताकतवर अम्ल या ताकतवर लवण के जोड़े जाने पर pH में कमी कमियों को दिखाने के कारण, ये स्थिर महत्व के लिए pH को बनाए रखने के लिए आदर्श होते हैं।

बफर समाधानों के pH के बारे में और अधिक जानें।

#सूची का प्रारूप

बफर समाधान के प्रकार

बफर कार्रवाई की व्यवस्था

बफर समाधान की तैयारी

हैंडरसन-हैसेलबाल्च समीकरण

हल किए गए समस्याएं

पीएच रखरखाव

बफर समाधानों का उपयोग

उत्तर: एक बफर समाधान एक कमजोर अम्ल और उसका संयोजन अधातु या एक कमजोर अधातु और उसका संयोजन अम्ल का मिश्रण होता है। यह pH में परिवर्तनों का समर्थन करने के लिए उपयोग होता है जब उसमें थोड़ी मात्रा में अम्ल या लवण जोड़े जाते हैं।

बफर समाधानों का उपयोग भिन्न प्रकार की उद्योगों में किया जाता है, जैसे [खाद्य संशोधिक।], खाद्य संरक्षक, दवा वितरण, इलेक्ट्रोप्लेटिंग, प्रिंटिंग, एंजाइम की गतिविधि और रक्त में ऑक्सीजन लेने की क्षमता, क्योंकि इन्हें एक छोटे से मात्रा में या अम्ल या लवण के थोड़े से जोड़ाव के पश्चात pH को अपने हाइड्रोजन आयन कंचन (pH) की भंगिमा के साथ में रखने की क्षमता होती है।

कमजोर अम्ल और उसका संयोजन अधातु (या कमजोर अधातु) और उसका संयोजन अम्ल का घोल पीएच को बनाए रखने में सक्षम होते हैं और इन्हें बफर समाधान कहा जाता है।

#बफर समाधानों के प्रकार

प्राथमिक रूप से दो प्रकार के बफर समाधान होते हैं अम्लात्मक और क्षारीय बफर।

अम्लात्मक बफर

एक अम्ल बफर एक कमजोर अम्ल (जैसे कि सिट्रिक अम्ल) और उसका लवण (जैसे कि सोडियम सिट्रेट) की संयुक्त शुद्ध वस्तु से तैयार किया जाता है। यह प्रकार का समाधान अम्लीय वातावरण को बनाए रखने के लिए उपयोग किया जाता है और सिट्रिक अम्ल और सोडियम सिट्रेट के बराबर मात्रा की जलीय वाता में पीएच 4.74 होती है।

इन समाधानों का pH 7 से कम होता है

इनमें एक कमजोर अम्ल और एक कमजोर अम्ल के लवण का मिश्रण होता है।

सोडियम सिट्रेट और सिट्रिक अम्ल (PHT = 4.75) का मिश्रण अम्लात्मक बफर समाधान का एक उदाहरण है।

क्षारीय बफर

एक समान मात्रा के अमोनियम हाइड्रोक्साइड और अमोनियम क्लोराइड का जलीय समाधान पीएच 9.25 होती है और इसे क्षारीय स्थितियों को बनाए रखने के लिए उपयोग किया जाता है। इस प्रकार का बफर द्वारा एक कमजोर सड़ और इसका लवण को एक ताकतवर अम्ल के साथ मिश्रित किया जाता है।

इन समाधानों का pH 7 से अधिक होता है

इनमें एक कमजोर अधातु और एक कमजोर अधातु के लवण का मिश्रण होता है।

अमोनियम हाइड्रोक्साइड और अमोनियम क्लोराइड का मिश्रण, pH 9.25 के साथ क्षारीय बफर समाधान का एक उदाहरण है।

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पीएच और विलयनेर्जी

बफर कार्रवाई की व्यवस्था

घोल में लवण पूरी तरह आयनित होता है और कमजोर अम्ल कुछ ही तरह से आयनित होता है।

किसी एसिड और बेस के मिलान के बारे में

1. एसिड के मिलान के पुर्ण होते ही उपलब्ध होने वाले प्रोटॉन एसीटेट आयन द्वारा ग्रहण किये जायेंगे और वो एसिटिक एसिड के रूप में संरचित हो जायेंगे।

H+ + CH3COO- (एसिड के संलग्न एसीटेट आयन) ⇌ CH3COOH (बफर समाधान से)

2. हाइड्रोजन आयन बेस के मिलान के समय उद्भंदन जो निकलते हैं परहितहीन होंगे, जो पानी के निर्माण के कारण होगा।

H+ + OH- ⇌ H2O

बफर समाधान की तैयारी

यदि एसिड का विछेदन स्थिरता और बेस का विघटन स्थिरता पता हो, तो उपकरण बनाने के लिए एक बफर समाधान की तैयारी की जा सकती है जिसे नमक-एसिड या नमक-बेस अनुपात को नियंत्रित करके किया जा सकता है।

नमक-एसिड का संयोजन घटाने के लिए उसके संयोजन संबंधी विलम्बित धारक तत्वों को मिश्रित करना, या उसके प्रतिसंबंधी धारकों को मिश्रित करना, वह समाधान पहले चर्चा किए गए उपाय हैं।

एक बफर समाधान की तैयारी के इस तरीके का एक उदाहरण है पोस्फेट नमक के द्वारा बफर समाधान की तैयारी, HPO4 2- और H2PO4- को मिश्रित करके। इस समाधान द्वारा बनाए गए pH वैल्यू 7.4 होता है।

हैंडरसन-हैसेलबाल्च समीकरण

अम्ल बफर की तैयारी

एक अम्ल बफर समाधान की तैयारी की माने ही एक कमजोर अम्ल (HA) और उसके नमक (KA) के साथ एक मजबूत बेस (KOH) के साथ बफर समाधान होता है। कमजोर अम्ल HA आयनियज़ होता है, और समतल आपत्तिरेखा निम्नांकित रूप में लिखी जा सकती है:

HA + H2O ⇋ H+ + A-

Ka = [H+][A-]/[HA]

दोनों पक्षों का एकत्रित लौंगिक लगाये जाने पर:


pH = pKa + ([उपाम्ल]/[अम्ल])

हैंडरसन-हैसेलबाल्च समीकरण, जिसे हैंडरसन समीकरण भी कहा जाता है, एक लोकप्रिय समीकरण है।

बेस बफर की तैयारी

एक बेस बफर समाधान की तैयारी, जिसमें एक कमजोर बेस (B) और उसके नमक (BA) और एक मजबूत अम्ल होंगे।

pOH, उपरोक्त के रूप में प्राप्त किया जा सकता है।

एक बेसिक बफर का pOH = pKb + log([नमक]/[अम्ल])

बेसिक बफर का pH, नमक के अम्ल के अनुपात के लोगारिद्म से घटाया जा सकता है:

pH = pKa - log([नमक]/[अम्ल])

हैंदरसन-हैसेलबाल्च समीकरण का महत्व

हैंडरसन समीकरण का उपयोग किया जा सकता है:

• एक प्रणाली की ऊर्जा की गणना करने के लिए
• एक प्रणाली की ऊर्जा की थर्मोडायनामिक गुणों का निर्धारण करने के लिए
• एक प्रणाली की प्रतिक्रिया दर का अनुमान लगाने के लिए
• एक प्रणाली के संतुलन स्थिरांक का पूर्वानुमान लगाने के लिए

1. नमक और कमजोर अम्ल/बेस के मिश्रण से बने बफर का pH निर्धारित करें।

2. pKa मान की गणना करें।

3. वांछित pH का एक बफर समाधान तैयार करें।

हेन्डरसन-हैसेलबाल्च समीकरण की सीमाएं

हैंडरसन-हैसेलबाल्च समीकरण मजबूत अम्ल और मजबूत बेस के लिए उपयोग नहीं किया जा सकता है।

बफर क्षमता

बफर समाधान की बफर क्षमता एक बफर समाधान में एक लीटर समाधान में pH को एक इकाई बदलने के लिए में मिलिमोल के संख्यानुमेष बंटा जाता है।

Β = मिलिमोल / (ΔpH)

संबंधित समस्याएं संबंधित वर्षों के संबंध में

समस्या 1: बफर समाधान में pH = pKa के समय आधार से अम्ल की अनुपात क्या होता है? pH = PKa + 1 के समय क्या होता है?

जब बफर समाधान में pH = pKa होता है, तो आधार से अम्ल का अनुपात 1:1 होता है। pH = PKa + 1 के समय, आधार से अम्ल का अनुपात 1:1 से अधिक होता है।

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हल:

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pH = -log(p*K*a) जब आधार से अम्ल का अनुपात 1 होता है, क्योंकि log(1) = 0

जब log_(10/1) = 1 होता है, तो आधार से अम्ल का अनुपात 10:1 होता है।

उत्तर: 0.5 एमोनिया और 0.5 एमोनियम क्लोराइड के एक बफर समाधान का pH जब पर्याप्त मात्रा में हाइड्रोक्लोरिक अम्ल (HCl) उपयुक्त होता है और 0.15 M HCl बनाने के लिए होता है, वह 9.25 है।

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एकांशिकता का pKb 4.75 है।

pKa = 9.25 + pKb = 14

0.15 M H⁺ और 0.15 M एमोनियाई साथ में प्रतिक्रिया करके 0.30 M अमोनियम बनाते हैं।

इसलिए, अमोनियम आयन 0.65 M होता है और 0.35 M अवशेष अमोनिया (आधार) होती है।

हेन्डरसन-हेसेलबेलच समीकरण का उपयोग करते हुए।

pKa = 9.25 - log(.65/.35) = 8.98

समस्या 3: 5.00 pH वाले 0.100 मौल/लीटर बफर को तैयार करने के लिए कितने मोल सोडियम ऐसिटेट और एसिटिक अम्ल का उपयोग किया जाना चाहिए?

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हल:

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pH = pKa + log([HA]/[A-])

log([A−][HA]) = 5.00 - 4.74

log([A-][HA]) = 0.26

A-H<sup>+</sup> = 10.26 = 1.82