Chimica per non Major

Obiettivi formativi

  • Definisci buffer.
  • Definire la capacità del buffer.
  • Descrivi come un buffer controlla il pH.
  • Elenca alcuni sistemi buffer comuni.

Come agisce l’insulina?

Il diabete mellito è un disturbo del metabolismo del glucosio in cui la produzione di insulina da parte del pancreas è compromessa. Poiché l’insulina aiuta il glucosio a entrare nelle cellule, una diminuzione di questo ormone significa che il glucosio non può essere usato nel suo modo normale., Quando ciò accade, il corpo inizia a scomporre i grassi, producendo una diminuzione del pH del sangue. I sistemi chimici nel corpo possono bilanciare questo spostamento del pH per un po’, ma un’eccessiva produzione di acido può creare seri problemi se non corretti somministrando insulina per ripristinare il normale uso di glucosio.

Se solo 1,0 mL di acido cloridrico 0,10 M viene aggiunto a 1,0 L di acqua pura il pH scende drasticamente da 7,0 a 4,0. Questo è un aumento di 1000 volte dell’acidità della soluzione., Per molti scopi, è auspicabile avere una soluzione che sia in grado di resistere a tali grandi cambiamenti nel pH quando vengono aggiunte quantità relativamente piccole di acido o base. Tale soluzione è chiamata buffer. Un tampone è una soluzione di un acido debole o una base e il suo sale. Entrambi i componenti devono essere presenti affinché il sistema agisca da tampone per resistere alle variazioni di pH. È possibile ottenere soluzioni tampone commerciali, che hanno un’ampia varietà di valori di pH.,

Alcuni comuni sistemi tampone sono elencati nella Tabella di seguito:

Alcuni Comuni Buffer
Buffer di sistema Buffer componenti pH del tampone (pari molarities di entrambe le componenti)
acido Acetico / acetato di ioni CH 3 COOH / CH 3 COO − 4.74
acido Carbonico / bicarbonato di ioni H 2 CO 3 / HCO 3 − 6.38

Diidrogeno fosfato di litio / ioni idrogeno fosfato

H 2 PO 4 − / HPO 4 2− 7.,21
Ammoniaca / ammonio ione NH 3 / NH 4 + 9.25

Un esempio di un buffer è una soluzione di acido acetico (l’acido debole) e acetato di sodio (il sale). Il pH di un tampone costituito da 0,50 M CH 3 COOH e 0,50 M CH 3 COONa è 4,74. Se 10,0 ml di HCl da 1,0 M vengono aggiunti a 1,0 L del tampone, il pH diminuisce solo a 4,73. Questa capacità di” assorbire ” gli ioni idrogeno aggiuntivi dall’HCl che è stato aggiunto è dovuta alla reazione sottostante.,

Poiché sia lo acetate acetato che l’acido acetico erano già presenti nel buffer, l’unica cosa che cambia è il rapporto tra l’uno e l’altro. Piccoli cambiamenti in quel rapporto hanno solo effetti molto minori sul pH.

Se 10,0 ml di 1,0 M NaOH fossero aggiunti ad un altro 1,0 L dello stesso tampone, il pH aumenterebbe solo a 4,76. In questo caso il tampone prende gli ioni idrossido aggiuntivi.

Ancora una volta il rapporto tra acetate acetato e acido acetico cambia leggermente, questa volta causando un piccolissimo aumento del pH.,

È possibile aggiungere così tanto acido o base a un buffer che la sua capacità di resistere a un cambiamento significativo del pH viene sopraffatta. La capacità tampone è la quantità di acido o base che può essere aggiunta a una soluzione tampone prima che si verifichi una grande variazione del pH. La capacità del buffer viene superata quando il numero di moli di H + o OH − che vengono aggiunti al buffer supera il numero di moli dei componenti del buffer.

Sommario

  • Il buffer è definito.
  • Sono descritte le reazioni che mostrano come i buffer regolano il pH.,

Pratica

Leggi il materiale al link sottostante e rispondi alle seguenti domande:

http://chemcollective.org/activities/tutorials/buffers/buffers3

  1. Che cos’è un acido debole?
  2. Cosa fa raramente una base coniugata?
  3. Scrivi l’equazione generica per la neutralizzazione di una base da parte di un acido debole.
  4. Scrivi l’equazione generica per la neutralizzazione di un acido da una base debole.

Recensione

  1. Che cos’è un buffer?
  2. In che modo il sistema tampone acido acetico/acetato neutralizzerebbe una base aggiunta?,
  3. Se l’acido viene aggiunto al sistema tampone acido/carbonato carbonico, come viene neutralizzato?

Glossario

  • buffer: una soluzione di un acido debole o una base e il suo sale.
  • capacità tampone: la quantità di acido o base che può essere aggiunta alla soluzione tampone prima che si verifichi un grande cambiamento nel pH.

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