शिल्त प्रयोजन (Shilt Prayojan)
बफर समाधान अस्थायी एवं उसका संयुक्त आवस्था या एक अस्थायी आधार और उसके संयुक्त अम्ल के मिश्रण को कहा जाता है। ये समाधान पानी-घोलनशील होते हैं और जब थोड़ी मात्रा में अम्ल या शराबी को जोड़ा जाता है, या जब वे हल्के या पतले किए जाते हैं, तब pH में परिवर्तन पर त्वरित रूप से प्रतिक्रिया करते हैं।
बफर समाधान प्रवेश कराने पर pH में बहुत कम मात्रा में मजबूत अम्ल या मजबूत आधार की पूरी परिवर्तन दिखाते हैं, जो इसे स्थिर मानक में pH को बनाए रखने के लिए आदर्श बना देते हैं। Buffer Solutions के pH के बारे में अधिक जानें.
सामग्री की सूचि
Handerson-Hasselbalch के समीकरण
उत्तर: एक बफर समाधान एक अस्थायी अम्ल और उसके संयुक्त आधार या एक अस्थायी आधार और उसके संयुक्त अम्ल का मिश्रण होता है। यह pH में परिवर्तनों का सामना करने के लिए उपयोग किया जाता है जब इसमें थोड़े से मात्रा में अम्ल या आधार मिलाए जाते हैं।
बफर समाधान कई उद्देश्यों के लिए उपयोग होते हैं, जैसे पाक क्रिमि, खाद्य संरक्षक, दवा वितरण, इलेक्ट्रोप्लेटिंग, मुद्रण, एंजाइम की गतिविधि, और रक्त के ऑक्सीजन वाहन क्षमता, क्योंकि वे केवल अल्तीकरण या थोड़े से परिवर्तन के साथ अपने हाइड्रोजन आयन कंध (pH) को बनाए रखने की क्षमता रखते हैं अथवा ईथर या आधार के थोड़े से मात्रा के जोड़ा गया है।
एक अस्थायी अम्ल और उसके संयुक्त आधार (या अस्थायी आधार) की सामग्री पीएच बनाए रखती है, और उन्हें बफर समाधान के रूप में जाना जाता है।
#Buffer समाधानों के प्रकार
दो मुख्य प्रकार के Buffer solutions होते हैं, अम्लात्मक और खारात्मक बफर।
###अम्लात्मक बफर
एक अम्लात्मक बफर एक समाधान है जिसे एक अस्थायी अम्ल (जैसे एसिटिक अम्ल) और उसकी नमक (जैसे सोडियम एसेटेट) को मिश्रित करके तैयार किया जाता है। इस प्रकार के समाधान का उपयोग अम्लीय पर्यावरण को बनाए रखने के लिए किया जाता है, और टिप्पणी: सोडियम एसेटेट और एसिटिक अम्ल के बराबर मात्रा के जलीय समाधान का pH 4.74 होता है।
इन समाधानों का pH 7 से कम होता है
इनपर एक अस्थायी अम्ल और एक नमक की मिश्रण होता है।
सोडियम एसेटेट और एसिटिक अम्ल (pH = 4.75) का मिश्रण अम्लात्मक बफर समाधान का एक उदाहरण है।
###खारात्मक बफर
एक समान मात्रा के अमोनियम हाइड्रोक्साइड और अमोनियम क्लोराइड के जलीय समाधान का pH 9.25 होता है और यह आधारभूत स्थितियों को बनाए रखने के लिए उपयोग होता है। यह प्रकार का बफर एक नम्य संयुक्त और इसके नमक को मिश्रित करके तैयार किया जाता है।
इन समाधानों का pH 7 से अधिक होता है
इनमें एक नम्य आधार और तत्कालीन एक संयुक्त शामिल होते हैं।
एक अमोनियम हाइड्रोक्साइड और अमोनियम क्लोराइड का मिश्रण जिसका pH 9.25 होता है, खारात्मक बफर समाधान का एक उदाहरण है।
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Buffering Action का मचानिज्म
समाधान में, नमक पूरी तरह आयनित होती है और अस्थायी अम्ल आंशिक रूप से आयनित होता है।
एसीएना → ना+ + एसीओओ–
एसीओओह → एच+ + एसीओओ-
एक अम्ल और एक बेस के मिलान पर
- अम्ल के मिलान के द्वारा जो चार्ज प्रस्थान होगे, वे एसीटेट आयों द्वारा ली जाएंगे जो एक एसिटिक अम्ल मोलेक्यूल बनाने के लिए उपयोग होंगे।
एच+ + एसीओओ- (जो अम्ल के जोड़ने से होते हैं) ⇌ एसीओओह (बफर सल्यूशन से)
- उदाहरण के रूप में, हाइड्रोक्साइड द्वारा बेस के जोड़ने के उपलब्धि को हाइड्रोजन आयोंद्वारा हटाए जाएंगे, जिससे पानी का निर्माण होगा।
एच+ + ओएच*->* एच2ओ
बफर सल्यूशन की तैयारी
यदि अम्ल की विश्राम सन्दर्भ और बेस की विश्राम सन्दर्भ जानी हो, तो सल्ट-एम्ल या सल्ट-बेस अनुपात को नियंत्रित करके एक बफर सल्यूशन तैयार की जा सकती है।
पहले ही चरण के बारे में चर्चा की गई संदिग्ध बेस को उसके सम्बंधित संयुक्त अम्लों के साथ मिश्रण करना है।
एक ऐसे method का उदाहरण है, जिसमें एचपीओ4^2- और एच2पीओ4- को मिश्रित करके फॉस्फेट बफर की तैयारी की जाती है। इस सल्यूशन द्वारा बनाए रखे गए पीएच 7.4 होता है।
हेंडरसन-हैसेलबाल्च समीकरण
अम्ल बफर की तैयारी
इस परंपरा में होने वाले अम्ल अम्ल के साथ (एचए) और स्ट्रांग अम्ल के साथ अम्ल के साथ अम्ल बफर सल्यूशन की तैयारी होती है।
पीएच ले नकाल,
आपूर्ति से बनाए गए खारीदी के संप्रेषण के लोगों का पीएच = पीका + ([नमक] / [अम्ल])
हेंडरसन-हैसेलबाल्च समीकरण
बेस बफर की तैयारी
स्ट्रांग बेस के साथ ईका बेस के समाहित बेस बफर सल्यूशन की तैयारी
ईका बेस उपलब्ध होगा हीं
पीओएच, ऊपर की तरह,
बेस बफर का पीओएस्एच = पीके_बी + लक्षण के नियामक की (ब्रह्मा) एक को अम्ल में और नमक में लघु गणक का अंतर
पीएच = पीका - log([नमक] / [अम्ल])
हेंडरसन-हैसेलबाल्च समीकरण का महत्व
Handerson समीकरण का उपयोग किया जा सकता है ताकि:
- सिस्टम की ऊर्जा की गणना की जा सके
- सिस्टम की थर्मोडायनेमिक गुण लक्षित की जा सकती है
- सिस्टम की प्रतिक्रिया दर का अनुमान लगाया जा सकता है
- सिस्टम की संतुलन स्थिति का पूर्वानुमान लगाया जा सकता है
-
नमक और नमक के मिश्रण से बनाई गई बफर की पीएच निर्धारित करें।
-
pKa मान की गणना करें।
-
दायरित की गई पीएच की इच्छानुसार एक बफर सल्यूशन की तैयारी करें।
हेंडरसन-हैसेलबाल्च समीकरण की सीमाओं का वर्णन
हेंडरसन - हैसेलबाल्च समीकरण को मजबूत अम्ल और मजबूत बेस के लिए उपयोग नहीं किया जा सकता।
बफरिंग क्षमता
बफर सल्यूशन की बफरिंग क्षमता एक बफर सल्यूशन में परबंध में से एक यूनिट के द्वारा पीएच को बदलने के लिए सल्यूशन के लीटर में अम्ल या बेस की एकाएक बहुत संख्या होती है।
बी = मिलीमोल / (मिलीमीटर/dl उत्तरधार बार)
क्या बफर समाधान के बारे में समस्याएं हैं
मुद्दा 1: बफर द्रावण में pH = pKa होने पर बेस से एसिड का अनुपात क्या होगा? pH = PKa + 1 होने पर कैसा होगा?
बफर समाधान में pH = pKa होने पर बेस से एसिड का अनुपात 1:1 होता है। pH = PKa + 1 होने पर बेस से एसिड का अनुपात 1:1 से अधिक होता है।
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यह एक शीर्षक है
समाधान:
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pH = -log(p*K*a) जब बेस से एसिड का अनुपात 1 होता है, क्योंकि log(1) = 0
जब log_(10/1) = 1 होता है, तो बेस से एसिड का अनुपात 10:1 होता है।
जवाब: जब पर्याप्त मात्रा में हाइड्रोक्लोरिक एसिड का पर्याप्त अमोनिया के लिए पर्याप्त मात्रा में अमोनियम क्लोराइड के साथ 0.5 M अमोनिया और 0.15 M HCl मिलाने पर, 0.5 M अमोनिया और 0.5 M अमोनियम क्लोराइड के एक बफर्ड समाधान का pH 9.25 होता है।
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समाधान:
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अमोनिया का pKb 4.75 है।
pKa = 9.25 + pKb = 14
0.15 M H+ 0.15 M अमोनिया के साथ होऊ से 0.30 M अमोनियम बनाता है।
इसलिए, अमोनियम आयन 0.65 M है और बाकी अमोनिया (बेस) 0.35 M है।
हेन्डरसन-हेसल्बाल्च समीकरण का उपयोग करते हुए
pKa = 9.25 - log(.65/.35) = 8.98
मुद्दा 3: pH 5.00 वाले 1.00 L बफर तैयार करने के लिए कितने मोल सोडियम ऐसिटेट और ऐसिटिक एसिड का उपयोग किया जाना चाहिए जिनमें 0.100 मोल/लिटर होता है?
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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
