Buffers and Hendersen-Hasselbalch

Deyək ki, bir zəif turşumuz var.

Bunu HA adlandıracam.

A əslində bura qoya
biləcəyim bütün elementləri

təmsil edir.

Bu, flüor ya da ammonyak
molekulu ola bilər.

Əgər H əlavə etsək, bu, ammonium olur.

Bu danışacağım xüsusi bir element deyil.

Sadəcə turşunu yazmağın ümumi qaydasıdır.

Deyək ki, bu proton ilə tarazlıqdadır,

siz bunu bir neçə dəfə görmüsünüz əlbəttə.

Bunların hamısı suda məhluldadır.

Bu proton, əsas
birləşmələri və molekul

arasında hərəkət edir.

A mənfi.

Biz, həmçinin bir əsas
tarazlığı da yaza bilərdik.

Əsas birləşmələri dissosiasiya edə və ya

sudan hidrogen ayıraraq OH yarada bilər.

Biz bunu dəfələrlə etmişik.

Amma bu videonun əsas məqsədi bu deyil.

Gəlin tarazlığa hansısa yolla təsir etsək,

nə ola biləcəyini düşünək biraz.

Təsəvvür edə biləcəyiniz kimi, Le-Şatelye

prinsipinə görə, hansısa
yolla tarazlığa təsir etsək,

tarazlıq bu təsiri aradan

qaldıracaq şəkildə hərəkət edir.

Deyək ki, bu, sistemə
tətbiq etdiyimiz təzyiqdir.

Bunu fərqli rəngdə edək.

Güclü əsas əlavə edəcəm.

Bu çox tünddür.

NaOH əlavə edəcəm.

Bunun suda məhlulunun
güclü əsas olduğunu bilirik.

Natrium olan hissəsi ayrılır,

lakin ən əsası
hidrogenləri

ayırmaq istəyən bütün
OH-lar məhluldadırlar.

Məhlula OH əlavə etdikdə hər mol üçün

nə baş verəcək? Hətta sadəcə mol yox,

məhlula əlavə etdiyiniz hər molekul,

hidrogen molekullarını götürəcəkdir.

Düzdür?

Məsələn, əgər məhlulda
1 mol hidrogen molekulları

varsa və buna 1 mol
natrium hidroksid

əlavə etsəniz, bunların
hamısı onların hamısıyla

reaksiya girəcəkdir.

OH-lar H-lar ilə reaksiya
girərək su əmələ gətirəcək

və onların hər ikisi
məhlulda yoxa çıxacaqdır.

Əslində, yox olmurlar,
hamısı suya çevrilir.

Bütün bu hidrogenlər gedəcək,
ya da ən azından başlanğıcda

orda olan hidrogenlər.

Hidrogenlərin 1 molu yox olacaq.

Bəs bu reaksiyada nə baş
verməli idi? Bunun bir tarazlıq

reaksiyası olduğunu bilirik.

Tarazlıq reaksiyası olduğu və ya zəif əsas

olduğu üçün hidrogenlər azaldıqca

HA-nın çox hissəsi bu
iki məhsula çevriləcək və

bir növ itirilən hidrogenləri
bərpa edəcək.

Burada hətta hesablama da edə bilərsiniz.

Yəni, ilkin olaraq hidrogen azaldıqca,

tarazlıq daha da sürətlənəcək.

Amma HA azalacaq.

A isə artacaq.

Daha sonra isə bu çox azalmır.

Çünki oraya natrium hidroksid qoyduqda

bütün hidrogənləri götürəcək.

Amma burada belə bir şey var, bunu

ehtiyat hidrogen tutumu olaraq düşünə bilərsiniz.

Bunlar yox olanda zəif əsas

daha çox ayrılacaq.

Tarazlıq bu istiqamətdə hərəkət edəcək.

Belə ki, dərhal bunların hamısını götürəcək.

Amma tarazlıq bu istiqamətdə hərəkət edərsə,

hidrogenin çox hissəsi əvəz olunacaq.

Natrium hidroksidi suya əlavə etsəm,

nə baş verdiyini düşünəcəksiniz?

Yəni, NaOH suda məhlulunu hazırlasam,

o, suda tamamən natrium kationlarina və

hidroksid anionlarına ayrılacaq.

Yəni, əlavə etdiyim natrium hidroksidin

molunu artırdıqda OH-ın miqdarı da

dərhal artır və beləcə

pH-ı artırmış oluruq, düzdür?

Yadınıza salın.

OH miqdarını artırdıqda,

pOH azalırdı, düzdür?

Çünki, bu mənfi loqarifmadır.

Yəni, əgər OH artsa, pOH azalacaq

və pH artacaq.

Bunu daha əsasi etdiyinizi düşünün.

Və yüksək pH da əsasidır.

Əgər bundan bir mol varınızsa, pH 14 olacaq.

Əgər güclü əsas yox, güclü turşunuz varsa,

pH 0 olacaq.

Ümid edirəm ki, artıq bu mövzu ilə az da olsa tanış oldunuz,

lakin əgər qarışdırırsınızsa,

logarifmalarla çalışsanız, sonunda bunu əldə edəcəksiniz.

Mövzuya geri dönək, əgər bunu suda etsəniz,

çox yüksək pH əldə edəcəksiniz, çünki

OH-ın qatılığı çox artır.

Amma əgər natrium hidroksidi

zəif turşu və onun dəyişdirici əsası olan

məhlula əlavə etsəniz,

nə baş verəcək?

Əlbəttə, bu reaksiyaya girib bütün hidrogenləri

götürəcək.

Əlavə hidrogen artığı isə

buranı çoxlu hidrogenlə təmin etmək üçündür.

Və bu, çoxlu itkini bərpa edəcək.

Ona görə də, mahiyyətcə təzyiq çox da pis deyil.

Və natrium hidroksidi suya əlavə edəndə

pH-ı artırmış olacaqsınız.

Burada çoxlu itki hesabına pH-ı artıracaqsınız.

Gələcəkdəki videolarda pH-ın nə qədər az

artdığını hesablayacağıq.

Amma düşünə bilərsiniz ki, bu bir növ

pH üçün amortizatordur.

Baxmayaraq ki, güclü əsası məhlula atsaqda

pH-ı gözlədiyimiz kimi

artmadı.

Siz başqa yol ilə də edə bilərsiniz.

Əgər eyni reaksiyanı sadə reaksiya kimi

yazsam, xatırlayın, bu eynidir.

Bunu A minus kimi yazdım, dəyişdirici əsasını yazdım,

ətrafdakı suda məhluldan

suyu çəkən

dəyişdirici əsasla tarazlıqdadır.

Etdiyimiz hər şey

suda məhlulda baş verir.

Əbəttə ki, götürülən su

OH-a ayrılmayacaq.

Bunlar sadəcə ekvivalent reaksiyalardır.

Bunu turşu reaksiyası kimi yazıram.

Bunu isə əsasi reaksiya kimi yazıram.

Lakin onlar eynidirlər.

Əgər məhlula güclü turşunu əlavə etsə idik,

nə baş verərdi?

Belə ki, xlorid turşusunu məhlula əlavə edirəm.

Xloridi sadəcə suya əlavə etsəniz,

o tamamilə çoxlu hidrogen və xlor anionlarına

dissosiasiya edəcək.

Və dərhal məhlulu çox turş edəcək.

Siz çox aşağı pH əldə edəcəksiniz.

Əgər sizdə bunun 1 molu varsa, qatılıq 1 mo/l idisə,

pH 0 olacaq.

Bəs xorid turşusunu bu məhlula əlavə etsək,

nə baş verəcək?

Bu, zəif əsas və onun

zəif dəyişdirici turşusu olandır?

Xlorid turşusundan dissosiasiya olunmuş

bütün hidrogen protonları burdakı OH-lar ilə

reaksiya girəcək.

Və bir-birilərini neytrallaşdıracaqlar.

Onlar birləşib suya çevriləcəklər və

məhlulun bir hissəsi olacaqlar.

İlkin olaraq OH aşağı düşür,

amma burada zəif əsas ehtiyatınız var.

Le-Şatelye prinsipi deyir ki,

OH-ın ümumi qatılığını azaldan gərginləşdiricimiz varsa,

reaksiya o təzyiqi xaric etmək

istiqamətində gedir.

Yəni, reaksiya bu istiqamətdə gedir.

Belə ki, zəif əsasın çox hissəsi zəif turşuya çevrilir

və çoxlu OH əmələ gətirir.

Xloridi məhlula əlavə etdiyiniz zaman pH

gözlədiyiniz qədər düşməz.

pH aşağı olacaq, amma sonra bu,

sudan hidrogen götürəcək və daha çox

OH istehsal edəcək.

Bunu belə düşünə bilərsiniz,

güclü turşunun və ya əsasın məhlula göstərəcəyi

təsir bir növ maneəyə bənzəyir.

Ona görə də bu, bufer məhlul adlanır.

Çünki o turşuluğu qoruyur.

Məhlula güclü əsas əlavə etdiyinizdə

pH dərhal artır.

Yəni, turşuluq kəskin şəkildə azalır.

Lakin güclü əsası bufer məhluluna əlavə etsəniz,

Le-Şatelye prinsipinə görə,

pH çox da dəyişməyəcək.

Eyni şey.

Əgər eyni buferə turşu əlavə etsəniz,

pH gözlədiyiniz kimi çox təsir etməyəcək.

Əgər suda turşu və ya itirdiyiniz miqdar hidrogen

və ya əsas əlavə edirsinizsə,

tarazlıq reaksiyasına görə,

itirdiyiniz OH miqdarı həmişə yenilənəcək.

Buna görə də o, bufer adlanır.

Bu, maneə yaradır.

Belə ki, o, məhlulun pH-na sabitlik verir.

Buferin izahı tarazlıqdakı zəif turşu ilə

onun zəif dəyişdirici əsasının məhluludur.

Bu ona görə bufer adlanır ki,

pH-ı bir şəkildə qoruyur.

Bu, bir növ məhlulun turşuluğu üçün

amortizatordur.

Gəlin indi beferin hesablamalarına baxaq,

hansı ki həqiqətən zəif turşunun hesablamasıdır.

Əgər yenidən bərabərliyi yazsaq,

HA tarazlıqdadır.

Hər şey suda məhluldadır.

Hidrogen və onun dəyişdirici əsası var.

Bunun üçün tarazlıq sabitinin olduğunu bilirik.

Bunu bir çox videoda etmişik.

Tarazlıq sabiti hidrogen protonlarının

qatılığı vurulsun dəyişdirici

əsasın qatılığına bərabərdir.

Qatılığın molyarlıq olduğunu bilirsiniz.

Hət litrdə mol bölünsün

zəif turşunun qatılığı.

Gəlin hidrogenin qatılığı üçün həll edək.

Mən formul qurmaq istəyirəm və buna

Hendersen-Haselbach formulu deyirik, hansı ki

çox kitabda bunu əzbərləməyiniz qeyd olunur,

məncə, bu lazım deyil.

Düşünürəm ki, formulu özünüzdə bu tip sadə

fərziyyələrlə qura bilərsiniz.

Hidrogen üçün bunu həll edək,

pH və başqa şeylər arasındakı əlaqəni

bu formul ilə həll edə bilərik.

Hidrogen üçün həll etmək istəyiriksə, hər iki

tərəfi bunun tərsinə vuraq.

Beləcə hidrogenin qatılığını əldə edirsiniz.

Hər iki tərəfi Ka-nın

tərsinə vururam.

Vurulsun zəif turşunun qatılığı, bölünsün

zəif əsasın qatılığı hidrogenin

qatılığına bərabərdir.

Məntiqlidir.

Hər iki tərəfin mənfi loqarifmini götürək.

Turşu tarazlıq sabiti vurulsun HA, zəif turşu

bölünsün A, zəif əsasın mənfi loqarifması,

hidrogenin qatılığının mənfi loqarifmasına

bərabərdir.

Bu bizim pH-ımızdır, düzdür?

Hidrogen qatılığının mənfi loqarifması

elə pH deməkdir.

Mən p və H-ı müxtəlif rənglərdə yazacam.

Siz p-nin mənfi loqarifma bildirməsini bilirsiniz.

Mənfi loqarifma.

Bu qədər.

Əsas 10-dur.

Gəlin baxaq daha çox sadələşdirə bilərik mi.

Belə ki, loqarifmik xüsusiyyətlər.

İki şeyin vurmasının loqarifmasının

bu ikisinin ayrılıqda loqarifmasının toplanmasına

bərabər olduğunu bilirik.

Sadələşdirə bilərik ki, Ka-nın mənfi loqarifması çıxılsın

zəif turşunun qatılığı bölünsün onun dəyişdirici

əsasının qatılığının loqarifması.

Bu, pH-a bərabərdir.

Zəif turşunun pKa-sı tarazlıq sabitinin

mənfi loqarifmasıdır.

Bu sadəcə pKa-dır.

HA bölünsün A-nın mənfi loqarifması.

Edəcəyimiz şey bunu müsbət etmək və bunu

mənfi 1 qüvvətinə yüksəltməkdir,

düzdür?

Bu da loqarifmanın başqa xüsusiyyətidir və əgər

sizi çaşdırdısa, loqarifma videolarına baxa bilərsiniz.

Mənfi 1 qüvvəti bunun tərsini bildirir.

Deyə bilərik ki, üstə gəl mənfi A

bölünsün HA-nın loqarifması

pH-a bərabərdir.

Bu da Henderson-Haselbach

bərabərliyi adlanır.

Bunu əzbərləməyinizə ehtiyac yoxdur.

Əgər bunu əzbərləsəniz,

bir neçə saata üstə gəlin

burada olduğunu unudacaqsınız.

A mənfini yada HA-nı

sürət yada məxrəcə qoyduğunuzu

unudacaqsınız və bu pisdir.

Ən yaxşısı əsas fərziyyələrdən

başlamaqdır.

Mənə güvənin.

Bu mənim sadəcə bir neçə dəqiqəmi aldı,

amma siz bunu kağızda sürətlə etsəniz,

bu formulu qurmaq çox vaxtınızı

aparmayacaq.

Bu, əzbərləməkdən daha yaxşıdır və

siz 30 yaşınızda belə unutmayacaqsınız.

Bəs bu formul niyə bu qədər faydalıdır?

O, pH və pKa qiymətlərini əlaqələndirir,

pKa-da tarazlıqda sabitdir, düzdür?

Üstə gəl turşu və dəyişdirici əsasın nisbətlərinin

loqarifması var.

Nə qədər çox dəyişdirici əsas və nə qədər

az turşu varsa, pH o qədər artacaq.

Düzdür?

Əgər bu artsa və bu azalsa,

pH artacaq.

Bu da məntiqlidir,

çünki məhlulda əsas çoxdur.