Механизм действия гидрокарбонатного буфера

бикарбонатный буфер состоит из угольной кислоты Н₂СО₃ и гидрокарбоната натрия NaНСО₃

- угольная кислота – слабый электролит

Н₂СО₃ Û НСО₃^- + Н⁺ НСО₃^- Û СО₃^2- + Н⁺(эта стадия практически, не идет)

где К₁=3,3×10^-7 - коэффициент диссоциации угольной кислоты

- гидрокарбонат натрия – сильный электролит

NaНСО₃® НСО₃^- + Na⁺ НСО₃^- Û СО₃^2- + Н⁺(эта стадия практически, не идет)

гидрокарбонат натрия увеличивает концентрацию аниона НСО₃^-

равновесие реакции Н₂СО₃ Û НСО₃^- + Н⁺ смещается влево

диссоциация угольной кислоты тормозится

практически, анион НСО₃^- образуется только путем диссоциации гидрокарбоната натрия NaНСО₃

молярная концентрация аниона НСО₃^- равна молярной концентрации соли [НСО₃^-]=[NaНСО₃]

- рН гидрокарбонатного буфера определяет К₁=3,3×10^-7 и соотношение концентрации угольной кислоты и NaНСО₃

уравнение Гендерсона-Гассельбаха для расчета рН буферных систем кислотного типа

где рК – показатель кислотности угольной кислоты

- при разбавлении гидрокарбонатного буфера соотношение концентрации кислоты и соли не меняется,

поэтому при разбавлении рН гидрокарбонатного буфера сохранится

- при добавлении кислоты идет реакция кислоты и гидрокарбоната натрия

НСО₃^- + Na⁺ + H⁺ + Cl^-® Н₂СО₃ + Na⁺ + Cl^-

катионы водорода H⁺ связываются анионами угольной кислоты НСО₃^- + H⁺ ® Н₂СО₃

рН гидрокарбонатного буфера изменится за счет увеличения концентрации угольной кислоты и уменьшения соли

механизм изменения рН:

*хотя образуется избыток угольной кислоты Н₂СО₃ и

равновесие реакции Н₂СО₃ Û НСО₃^- + Н⁺ смещается вправо,

но по закону Освальда повышение концентрации Н₂СО₃ снижает степень ее диссоциации,

и концентрация катионов водорода H⁺ увеличивается незначительно,

поэтому при добавлении кислоты рН гидрокарбонатного буфера, практически, не изменится

- при добавлении основания идет реакция основания и угольной кислоты

Н₂СО₃ + Na⁺ + ОН^-® НСО₃^- + Na⁺ + Н₂О

гидроксид-ионы ОH^- связываются катионами водорода угольной кислоты ОН^- + H⁺ ® Н₂О

рН гидрокарбонатного буфера изменится за счет увеличения концентрации соли и уменьшения концентрации к-ты

механизм изменения рН:

*хотя образуется избыток аниона угольной кислоты НСО₃^- и

равновесие реакции Н₂СО₃ Û НСО₃^- + Н⁺ смещается влево,

но по закону Освальда снижение концентрации Н₂СО₃ повышает степень ее диссоциации,

и концентрация катионов водорода H⁺ уменьшается незначительно,

*хотя угольная кислота расходуется,

но диссоциируют на катионы водорода H⁺ только часть молекул кислоты,

которая восполняется за счет недиссоциирующих молекул, и диссоциация не прекращается,

поэтому при добавлении основания рН гидрокарбонатного буфера, практически, не изменится

- при добавлении небольших количеств кислот-щелочей изменение рН гидрокарбонатного буфера невелико

при добавлении больших количеств кислот-щелочей изменение рН гидрокарбонатного буфера значительно