O`zbekiston respublikasi xalq talimi vazirligi termiz davlat instituti kimyo fakulteti kimyo kafedrasi

Eng ko’p ishlatiladigan buffer aralashmalar quyidagilar;

Aralashmaning nomi	Tarkibi	рН
1.Formiatli.	Chumoli kislota НСООН bilan natriy formiat НСООNa aralashmasi.	3,8
2.Benzoatli.	Benzol kislota С6Н5СООН bilan  natriy benzoat С6Н5ООNa aralashmasi.	4,2
3.Asetatli.	Sirka kislota СН3СООН bilan natriy asetat СН3СОО Na aralashmasi.	4,8
4.Ammoniyli.	Ammiak NH4ОН bilan ammoniy xlorid NH4Cl aralashmasi.	9,2
5.Fosfatli.	Natriy digidrofosfat NaH2РО4 bilan natriy gidrofosfat Na2НРО4 aralashmasi.	6,6

Yuqоridagi kеltirilgan ma’lumоtlardan kеlib chiqqan hоlda amaliyotda bufеr eritmalar tarkibidagi kuchsiz kislоta va uning tuzi, kuchsiz asоs va uning tuzi kоntsеntratsiyalarini maqbul tarzda o’zgartirib, kеrakli pH qiymatiga ega bo’lgan bufеr eritmalar hоsil qilish mumkin.
Bufer eritmalarning vodorod ko’rsatkichi bir necha xil usullarda o’lchanishi mumkin: kolorimetrik, konduktometrik va potensiametrik.
Potensiametrik usulda pHni elektrodlardan biri (indikator bo’lib xizmat qiluvchi) vodorod ionlariga nisbatan qaytar bo’lgan, ikkinchisi esa o’rganilayotgan eritmaning xossalariga bog’liq bo’lmagan o’zgarmas potensialga ega bo’lgan galvanik element yordamida aniqlanadi.
Demak, bufer eritma ma`lum miqdorgacha kislota yoki ishqor qo’shilganda ham o’zining pH qiymatini saqlab qoladi.
Bufer eritmalar bufer sig’imi bilan harakterlanadi. Bufer eritmaning pH ini ko’pi bilan bir-birlikka o’zgartirish uchun unga qo’shish mumkin bo’lgan muayyan konsentrasiyali (mol/l yoki g-ekv/l bilan ifodalangan) kuchli kislota yoki ishqorning eng ko’p miqdori bufer sig’imi deyiladi.

2.1 Bufer eritmalarning pH qiymatlari

Kimyoviy analiz vaqtida cho’ktirish, eritish, rangli birikmalar hosil qilish kabi turli jarayonl arda eritmadagi vodorod ionlarining kontsentratsiyasi va рН zaruriy qiymatda saqlab turish kerak. Buning uchun analitik reaktsiyalarni bufer eritmali muhitda olib borish tavsiya etiladi. Bufer eritmalarning рН qiymati eritma suyultirilganda yoki kontsentratsiyasi oshirilganda aralashmaga Kislota yoki ishqor qo’shilganda nixoyatda kam o’zgaradi. Bufer eritmalar ikki xil bo’ladi:

a) Kuchsiz kislota va uning kuchli asos bilan hosil qilgan tuz aralashmasidan iborat sistema, masalan atsetat bufer СН₃СООН + СН₃СООNa fosfat bufer Н₃РО₄ + NaH₂PO₄
b) Kuchsiz asos va uning kuchli Kislota bilan hosil qilgan tuzidan iborat sistema ham, masalan ammoniy gidroksid bilan ammoniy xloriddan iborat sistema NH4OH+NH4CI ham buferlik xossasini namoyon qiladi. Bufer eritmalarning bufer ta‘sirini quyidagicha tushuntirish mumkin. Masalan, atsetat bufer eritmasiga kuchli ishqor ta‘sir ettirilganda quyidagi muvozanat qaror topadi;}
СН₃СООН + NaOH ↔ 2CH₃COONa + H₂O
CH₃COONa
Yoki ionli formada
СН₃СОО^- + Н⁺ ↔ СН₃СООН
Atsetat bufer eritmaga kuchli kislota ta‘sir ettirilsa quyidagicha reaktsiya sodir bo’ladi.
СН₃СООН + HСI ↔ 2CH₃COOH + NaCI
yoki ionli ko’rinishda СН₃СОО^- + Н⁺ ↔ СН₃СООН
Birinchi holda ОН^- ionlari sirka kislotadan hosil bo’lgan Н⁺ kationini biriktirib, dissotsilanmaydigan suv molekulasini ikkinchi holda Н⁺ kationi СН₃СОО^- anioni bilan birikib, kam dissotsilanadigan СН₃СООН molekulasini hosil qiladi.ya‘ni kuchli ishqor urnida neytral modda suv, kuchli kislota urniga kuchsiz kislota sirka kislota hosil bo’lishi tufayli eritmaning muhiti o’zining рН qiymatini saqlab qoladi.
SHuningdek ammiakli bufer eritmalarning bufer ta‘sirini quyidagi reaktsiyalar yordami bilan tushuntirish mumkin. Bufer eritmaga kuchli ishqor, masalan, NaOH ta‘sir ettirilsa kuchsiz asos hosil bo’ladi.
NH₄CI + NaOH = 2NH₄OH + NaCI

2.2 Kuchsiz kislota va kuchsiz asos ularning tuzidan iborat buffer tizim

Bufer eritmaga kuchli kislota, masalan НСI ta‘sir ettirilsa suv va to’z hosil bo’ladi.

NH₄CI + HCI =2NH₄CI + H₂O
NH₄OH
Yoki ionli ko’rinishda NH₄ОН + Н⁺ ® NH₄⁺ +Н₂О
Yuqorida yozilgan tenglamalar asosida bufer eritma xar qanday miqdordagi Kislota yoki ishqor ta‘siridan ham o’zining рН qiymatini saqlab qoladi degan xulosa kelib chikmaydi. Eritmalarning buferligini ulchash uchun bufer sigimi degan tushuncha kiritilgan. Bufer eritmalarning sigimi qancha katta bo’lsa, u shuncha ko’p miqdordagi kislota yoki ishqor ta‘siridan o’z рН qiymatini saqlay oladi.
1 l bufer eritmaga qo’shilganida eritma рН ini 1 kattalikka o’zgartirish uchun sarflanishi kerak bo’lgan kuchli kislota yoki asosning g-ekvivalentlar soni ayni eritmaning bufer sigimi deb ataladi.
В =
В-bufer sig’im, С-kuchli kislota yoki kuchli asos gг-ekv soni.
рН₁ – bufer eritmaning ishqor yoki kislota qo’shilishidan ilgari vodorod ko’rsatkichi
рН₂ – ishqor yoki kislota qo’shilgandan keyin рН ning qiymati.
Bufer eritma o’simlik va hayvon organizmida muxim ahamiyatga ega. qon, limfa va boshqa suyukliklarning рН qiymatini bufer eritmalar bir xilda saqlab turadi. Bufer eritmalar tayyorlashda xlorid kislota, kaliy xlorid, natriy gidrofosfat, natriy digidrofosfat, o’yuvchi natriy , borat kislota va boshqalar qo’llaniladi. Sifat analizida рН qiymati 3,7 dan 9,3 gacha bo’lgan bufer eritmalar ishlatiladi.
III analitik guruh kationlarini I va II guruh kationlaridan ajratishda kuchsiz ishqoriy muhitga ega bo’lgan ammiakli bufer eritma qo’llaniladi. Bunda рН ning qiymati 8 dan 8,5 gacha bo’ladi.
Protolitik nazariya bo`yicha bufer eritmalar deb kuchsiz kislota (asos) va u bilan bog`langan asos(kislota) yetarlicha yuqori kontsentratsiyali eritmalariga aytiladi.
Masalan: CH₃COOH+ CH₃COOHa; NH₃ + NH₄Cl; NaN₂RO₄ + Na₂NRO₄;
Klassik nazariya bo`yicha bufer eritmalar-bu kuchsiz kislota va uning bir ismli tuzi yoki kuchsiz asos va uning bir ismli tuzi eritmalari, yoki ko`p protonli kislota tuzlari aralashmasidir.
Bufer eritma vazifasi -eritma pH ini eritmaga oz miqdorda kuchli kislota yoki asos kiritilganda , suv bilan suyultirilganda doimiy holda o`zgartirmasdan ushlab turishidir.
Agar suvda eritilgan moddada suv molekulasiga nisbatan protono-donorlik xususiyati kuchsizroq bo`lsa, u holda eritilgan modda suvli eritmada asos xossasini namoyon qiladi:
CH₃COOH+ H₂O  CH₃COO^- + N₃O⁺ (3)
kisl.1 + asos.2  asos.1 + kisl.2.
NH₃ + H₂O  NH₄⁺ + OH^- (4)
asos.1 + kisl.2  kisl.1 + asos.2.
Agar suvli eritmada suv molekulasiga nisbatan protono-donorlik xossasini kuchli bo`lgan boshqa eritilgan modda bo`lsa, u holda reaksiyada suv emas balki ana shu modda ishtirok etadi:
CH₃COOH + NH₃  CH₃COO^- + NH₄⁺
kisl.1 + asos.2  asos.1 + kisl.2
Kislota har doim birinchi galda kuchliroq asos bilan reaksiyaga kirishadi, asos esa kuchliroq kislota bilan reaksiyaga kirishadi, shuning natijasida kuchsizroq kislota va kuchsizroq asos hosil bo`ladi. Protolitik nazariya bo`yicha har doim yangi asos va yangi kislota hosil bo`ladi.
Arrenius nazariyasi bo`yicha tuz va suv hosil bo`lar edi.
Har bir bog`langan juftning kislota-asos xossalarini umumiy holda xarakterlash mumkin emas, balki faqat konktret erituvchida,masalan xususiy holda suvda xarakterlash mumkin. Masalan(3) reaksiya uchun muvozanat konstantasi ifodasini quyidagicha yozish mumkin:
K_a-sirka kislotasining dissotsilanish konstantasidir.


2.3 Bufer sig’im. Bufer tizimlarning taxlilda qo’llanishi
K_a-kattalikning qiymati kislota kuchining ushbu erituvchida (faqat shu erituvchida) gi qiymati haqida xulosa chiqarishga imkon beradi.K_a qiymati qancha katta bo`lsa zarrachaning kislota xossalari shuncha katta bo`ladi.
Bufer eritmaning effektiv ta`siri C<sub>a</sub>:C<sub>v</sub> nisbatning 10:1 dan 1:10 oralig`ida saqlanadi,ya`ni pH intervali:
pHpK<sub>a</sub>1 yoki pH14-pK<sub>v</sub>1 bo`ladi (6)
Har qanday bufer aralashma ma`lum bir miqdor kislota yoki ishqor qo`shiluncha pH ining doimiyligini saqlab turadi, ya`ni ma`lum bufer sig`imga ega bo`ladi.
1 l bufer eritmaning pH i ko`pi bilan bir birlikka o`zgarishi uchun unga qo`shish mumkin bo`lgan muayyan kontsentratsiyali (moll) kuchli kislota yoki ishqorning eng ko`p miqdori bufer sig`imi deyiladi va u qo`yidagicha ifodalanadi:
dC-qo`shiladigan kuchli kislota yoki ishqorning kontsentratsiyasi. amaliy jihatdan ko`pchilik hollarda (faqat bundan juda suyultirilgan bufer eritmalar mustasno) bufer sig`imini aniqlashda qo`yidagi formuladan foydalaniladi:

Boshlang`ich kontsentratsiyalari tegishlicha C<sub>a</sub> va C<sub>v</sub> bo`ladigan kuchsiz kislota NA va u bilan bog`langan asos NaA tutgan eritmaning pH ini hisoblashni bitta kimyoviy muvozanatga ega bo`ladigan sistemada o`tkazish mumkin. Bunday eritmada qo`yidagi kimyoviy reaksiyalar boradi:
HA+H₂O H₃O⁺+A^-
HAH⁺+A^-
Bufer eritma komponentlari kontsentratsiyalari yetarlicha yuqori bo`lgani uchun,bufer eritmadagi suvning dissotsilanishidan hosil bo`ladigan H₃O⁺ ionlari kontsentratsiyalari e`tiborga olinmaydi.

Ko`pchilik hollarda C<sub>a</sub>-X C<sub>a</sub> C<sub>v</sub>+XC<sub>v</sub> deb olish mumkin,ya`ni A^- ionlari muvozanat kontsentratsiyalarini qo`shilgan bog`langan asos HA kontsentratsiyasiga teng deb olinadi.Kislota dissotsiyalanmagan molekulalarining muvozanat kontsentratsiyasini kislotaning dastlabki kontsentratsiyasiga teng deb olinadi, chunki qo`shilgan bog`langan asos (HA) kislotaning dissotsilanishini kamaytiradi.
U holda (1) tenglama qo`yidagi ko`rinishga keladi:
=K_a bundan x = h = K_a ^. C_aFC_v (2)
pH = rK_a -lgC_aFC_v (3)
Lekin K_aK_vK_N bo`lgan uchun (2) va (3) tenglamalarni qo`yidagicha tasvirlash mumkin.

(2)-(5) tenglamalar Genderson tenglamalari deyiladi va hamma bufer eritmalarda h va pH ni hisoblashda ishlatiladi.Yuqoridagi bufer eritmalari uchun Genderson tenglamalari quyidagicha bo`ladi:
Birinchi analitik guruhiga К⁺, Na⁺, NH₄⁺, va Mg²⁺ kationlari kiradi. Bu kationlarning hammasi rangsiz, shuning uchun ham anion rangli bo’lgan takdirdagina (masalan CrO^2-₄, MnO^-₄ va boshkalar) ularning tuzlari ham rangli bo’ladi. Kaliy, natriy, va ammoniyning deyarli hamma tuzlari, shuningdek, ularning gidroksidlari suvda yaxshi eriydi.
Kaliy, natriy metallari D.I.Mendeleev davriy sistemasining 1 guruh elementlariga kiradi. Ularning gidroksidlari kuchli ishqorlardir. Natriy, ammoniy va kaliyning nitrat, xlorid, qarbonat, fosfat va sulfidlari yaxshi eruvchan tuzlardir. Ammoniy ioni o’zining xossalariga ko’ra ishqoriy metallar ionlar guruhiga yakin turadi, lyokin u hosil qiladigan ammoniy gidroksid kuchsiz asosdir.
Ammoniy tuzlari o’zining suvdagi eritmalarida gidrolizlanadi, natriy va kaliy tuzlaridan esa kuchsiz kislotalarning (sirka Kislota, qarbonat Kislota va boshkalarning) tuzlarigina gidrolizlanadi. Ammoniyning hamma tuzlari, kaliy, natriy tuzlaridan farqli o’larok, kizdirilganda parchalanib uchib ketadi.
( NH₄)₂SO₄ + KOH → K₂SO₄ + 2H₂O + 2NH₃↑ + HCI yoki


NH₄⁺ + OH^- → H₂O + NH₃↑
Ajralib chikayotgan ammiakni o’tkir xididan qizil lakmus kogozining kuqarishidan bilib olish mumkin. Ammoniy tuzlarining shu xossasidan eritmalardan uning ionlarini yukotishda foydalaniladi.
Magniy metali davriy sistemaning ikkinchi guruhiga joylashgan, u К⁺, Na⁺? NH⁺₄ kationlaridan o’z xossalariga ko’ra fark qiladi.
Mg(OH)₂ suvda eriydi, kuchsiz asoslar katorida turadi. MgCO₃, Mg₂(OH)₂CO₃, Mg₃(PO₄)₂, MgHPO₄ ва (MgOH)₃PO₄ ikkinchi analitik guruh kationlarining tuzlariga uxshab suvda kam eriydi. Lyokin Kislota va ammoniy tuzlari eritmalarida erishi tufayli magniy birinchi kationlar guruhiga kiradi.