入門化学–第1カナダ版

学習目標

1. バッファを定義します。
2. バッファの二つのコンポーネントを正しく識別します。セクション12.4″強酸と弱酸と塩基とその塩”に示されているように、弱酸は私たちが食べる食品でさえも比較的一般的です。 しかし、我々は時折、1.7の強酸性pHを有する胃酸のような強酸または塩基に遭遇する。 定義上、強酸および塩基は、比較的大量のH+またはOH−イオンを生成し、その結果、顕著な化学活性を有することができる。 さらに、非常に少量の強酸および塩基は、溶液のpHを非常に迅速に変化させることができる。 1mLの胃酸が血流に添加され、補正機構が存在しない場合、血液のpHは約7.4から約4.7に低下し、これは継続的な生活に役立たないpHである。 幸いなことに、体はそのような劇的なpH変化を最小限に抑えるメカニズムを持っています。バッファーは、弱酸とその弱酸に由来する塩、または弱塩基とその弱塩基の塩のいずれかの溶質の特定のペアで構成されることによってそうします。

   例えば、緩衝液は、溶解したＨ Ｃ２Ｈ３Ｏ２（弱酸）およびＮａｃ２Ｈ３Ｏ２（その弱酸に由来する塩）から構成することができる。 緩衝液の別の例は、Ｎ Ｈ３（弱塩基）およびＮ Ｈ４Ｃｌ（その弱塩基に由来する塩）を含有する溶液である。

   hc2h3O2/Nac2h3O2バッファーを使用して、バッファーがどのように機能するかを示します。 Oh—(aq)イオンの源である強塩基が緩衝液に添加されると、それらのOH−イオンは酸—塩基反応においてHC2h3O2と反応する：

   HC2h3O2(aq)+OH−(aq)→H2O(λ)+C2h3O2-(aq)

   溶液を塩基性にすることによってpHを劇的に変化させるのではなく、添加されたOH−イオンはH2Oを作るために反応するので、pHはあまり変化しない。

   h+イオンの源である強酸が緩衝液に添加されると、H+イオンは塩からのアニオンと反応します。

   HC2H3O2は弱酸であるため、あまりイオン化されません。 これは、多くのH+イオンとC2H3O2−イオンが同じ溶液中に存在する場合、HC2h3O2を作るために一緒に来ることを意味します。

   h+（aq）+C2h3O2−（aq）→HC2h3O2（aq）

   pHを劇的に変えて溶液を酸性にするのではなく、添加されたH+イオンは反応して弱酸の分子を作る。 図12.2″バッファのアクション”は、バッファの両方のアクションを示しています。

   図12.2バッファのアクション

   

   バッファは、pHの大きな変化を最小限に抑えるために、強酸（上）と強塩基（側）の両方と反応することができます。弱塩基および弱塩基の塩から作られた緩衝液も同様に作用する。 例えば、NH3とNh4Clを含むバッファーでは、NH3分子は強酸によって導入された過剰なH+イオンと反応することができます。

   NH3(aq)+H+(aq)→NH4+(aq)

   NH4+(aq)イオンは強塩基によって導入された任意のOH−イオンと反応することができます。

   NH4+(aq)+OH−(aq)→NH3(aq)+H2O(λ)

   例15

   どの化合物の組み合わせが緩衝液を作ることができますか？

   1. Hcho2とNacho2
   2. HClとNaCl
   3. CH3NH2とCh3Nh3Cl
   4. NH3とNaOH

   溶液

   1. HCHO2はギ酸、弱酸であり、Nacho2は弱酸（ギ酸イオン）のアニオンから作られた塩である。 これらの2つの溶質の組み合わせは緩衝液を作るでしょう。
   2. HClは強酸であり、弱酸ではないため、これら2つの溶質の組み合わせは緩衝液を作らないでしょう。
   3. HClは強酸であり、弱酸ではありません。
   5. CH3NH2はメチルアミンであり、NH3のようなもので、そのH原子の1つがCH3基で置換されています。 これは表12には記載されていないためです。2″強酸と塩基”、我々はそれが弱い塩基であると仮定することができます。 化合物Ch3Nh3Clはその弱い塩基から作られた塩であるため、これら2つの溶質の組み合わせは緩衝液を作るでしょう。
   6. NH3は弱塩基ですが、NaOHは強塩基です。 これら二つの溶質の組み合わせは緩衝液を作らないであろう。

   あなた自身をテスト

   化合物のどの組み合わせが緩衝液を作ることができますか？li>

3. Nahco3とNaCl
4. H3PO4とNah2Po4
5. NH3と(NH4)3PO4
6. NaOHとNaCl

答え

1. いいえ
2. はい