Dung dịch đệm là hỗn hợp dung dịch chống lại sự thay đổi pH khi thêm một lượng nhỏ axit hoặc bazơ và được tạo thành từ một axit yếu và bazơ liên hợp của nó. Dung dịch đệm giữ cho pH của dung dịch không đổi bằng cách hấp thụ các proton được giải phóng trong các phản ứng hoặc bằng cách giải phóng proton khi chúng được tiêu thụ bởi các phản ứng. Phát hiện ra rằng các dung dịch trung hòa một phần của axit hoặc bazơ yếu có khả năng chống lại sự thay đổi của pH, khi một lượng nhỏ axit hoặc bazơ mạnh được thêm vào, dẫn đến khái niệm 'dung dịch đệm'.
Một bazơ liên hợp là một axit đã mất một proton.
HA ↔ H+ + A-
Axit ↔ proton + bazơ liên hợp
Axit liên hợp là một bazơ đã thu được một proton.
A + H + ↔ H + A
Bazơ + proton ↔ axit liên hợp
Trạng thái cân bằng giữa dạng phân ly và không phân ly được thiết lập.
Ví dụ, axit axetic yếu phân ly một phần trong nước tạo ra ion axetat:
CH3COOH ↔ H + + CH3COO-
Axit axetic không phân ly, các ion hydro và ion phân ly tồn tại trong trạng thái cân bằng trong dung dịch.
Natri axetat cũng phân ly trong nước để tạo ra cùng một ion axetat:
CH3COONa ↔ Na+ + CH3COO-
Natri axetat không phân ly và các ion của natri và axetat tồn tại trong trạng thái cân bằng trong dung dịch.
Do đó, dung dịch nước của hỗn hợp axit axetic và natri axetat có thể hấp thụ các ion H+ từ việc thêm axit thông qua sự kết hợp của các ion hydro với bazơ axetat để tạo ra axit axetic. Hơn nữa, khi các ion OH- được đưa vào dung dịch thông qua việc bổ sung thêm kiềm, chúng kết hợp với các phân tử axit (H+) để tạo ra nước. Bằng cách này, khi hệ thống cố gắng khôi phục trạng thái cân bằng, dung dịch sẽ chống lại những thay đổi về giá trị pH. Đây là cách thức hoạt động của dung dịch đệm.
Điều gì xảy ra sau khi thêm axit vào dung dịch đệm?
Khi một số axit mạnh (nhiều H+) được thêm vào hỗn hợp cân bằng của axit yếu và bazơ liên hợp của nó, trạng thái cân bằng được dịch chuyển sang bên trái, theo nguyên lý Le Chatelier.
Điều gì xảy ra sau khi thêm một bazơ vào dung dịch đệm?
Tương tự, nếu một bazơ mạnh được thêm vào hỗn hợp, nồng độ ion hydro giảm ít hơn lượng dự kiến cho lượng bazơ được thêm vào. Điều này là do phản ứng dịch chuyển sang phải để phù hợp với sự mất H+ trong phản ứng với bazơ.
