Буферные смеси Кислотно-основные буферные растворы

Применение буферных растворов в химическом анализе

Буферные растворы широко применяют в химическом анализе в тех случаях, когда по условиям опыта химическая реакция должна протекать при соблюдении точного значения рН, не меняющегося при разбавлении раствора или при добавлении к нему других реагентов. Например, при проведении реакции окисления-восстановления, при осаждении сульфидов, гидроокисей, карбонатов, хроматов, фосфатов и др.

Приведем некоторые случаи использования их в целях анализа:
Ацетатный буферный раствор (СНзСООН + СН₃СООNa; рН = 5) применяют при осаждении осадков, неосаждаемых в кислых или щелочных растворах. Вредное влияние кислот подавляет ацетат натрия, который вступает в реакцию с сильной кислотой. Например:

НС1 + СН₃СООNа → СН₃СООН + NaС1 или в ионной форме

Н⁺+ СН₃СОО → СН₃СООН.

Аммиачно - аммонийный буферный раствор (NН₄ОН + NН₄С1; рН = 9) применяют при осаждении карбонатов бария, стронция, кальция и отделения их от ионов магния; при осаждении сульфидов никеля, кобальта, цинка, марганца, железа; а также при выделении гидроокисей алюминия, хрома, бериллия, титана, циркония, железа и т.п.

Формиатный буферный раствор (НСООН + НСООNа; рН = 2) применяют при отделении ионов цинка, осаждаемых в виде ZnS в присутствии ионов кобальта, никеля, марганца, железа, алюминия и хрома.
Фосфатный буферный раствор (Nа₂НРО₄ + NаН₂РО; рН = 8) использует при проведении многих реакции окисления-восстановления.
Для успешного применения буферных смесей в целях анализа необходимо помнить о том, что не всякая буферная смесь пригодна для анализа.
Буферную смесь выбирают в зависимости от ее назначения. Она должна удовлетворять определенному качественному составу, а ее компоненты должны присутствовать в растворе в определенных количествах, так как действие буферных смесей зависит от соотношения концентрации их компонентов.
Выше перечисленное можно представить в виде таблицы.

Буферные растворы, применяемые в анализе

Буферная смесь	Состав смеси (при молярном соотношении 1: 1)	рН
Формиатная	Муравьиная кислота и формиат натрия	3,7
Бензоатная	Бензойная кислота и бензоат аммония	4,2
Ацетатная	Уксусная кислота и ацетат натрия	4,7
Фосфатная	Одназамещенный и двухзамещенный фосфат натрия	6,8
Аммонийная	Гидроксид аммония и хлорид аммония	9,3

Буферным действием обладают также смеси кислых солей с различной замещенностью водорода металлом. Например, в буферной смеси дигидрофосфата и гидрофосфата натрия первая соль играет роль слабой кислоты, а вторая роль ее соли.

Варьируя концентрацию слабой кислоты и ее соли, удается получить буферные растворы с заданными величинами рН.
В животных и растительных организмах также действуют сложные буферные системы, поддерживающие постоянными рН крови, лимфы и других жидкостей. Буферными свойствами обладает и почва, которой свойственно противодействовать внешним факторам, изменяющим рН почвенного раствора, например при введении в почву кислот или основании.