Basiskennis chemie 3/Buffers maken

Uit Wikibooks
Naar navigatie springen Naar zoeken springen

Buffers maken

In "Buffers in de chemie" is aangegeven op welke manier de verhouding van een zuur en zijn geconjugeerde base de concentratie waterstofionen in een oplossing bepaalt. Daarbij is in de voorbeelden de concentratie van beide deeltjes gewoon gegeven. In de praktijk kan dat uiteraard niet. Acetaationen kunnen niet als losse ionen aan een oplossing worden toegevoegd. Dat moet altijd in de vorm van een verbinding, bijvoorbeeld natriumacetaat. In de praktijk van het laboratorium worden een aantal manieren gebruikt.

Buffers maken

Kant en klare buffer

De meest eenvoudige manier in het laboratorium is gebruikmaken van kant en klare buffers zoals deze in de chemicaliënhandel verkrijgbaar zijn. Het nadeel van deze methode is dat ze eigenlijk alleen voor een beperkt aantal buffers geschikt is. Buffers met [H+] = 10-4 mol.L-1, [H+] = 10-7 mol.L-1 en [H+] = 10-10 mol.L-1 zijn commercieel leverbaar. Buffers met andere concentraties H+ zul je zelf moeten maken.

Kant en klaar

Zuur en geconjugeerde base afwegen

Je kunt een buffer ook maken door het zuur en de base netjes af te wegen. Voor een buffer met [H+] = 1.8*10-5 mol.L-1 kun je gebruikmaken van azijnzuur en natriumacetaat. Van beide verbindingen moet je hetzelfde aantal mol nemen, bijvoorbeeld 0.10 mol. Dat wil dus zeggen: 6.01 gram azijnzuur en 8.20 gram natriumacetaat. Beide stoffen los je samen op in 100 mL water. In de resulterende oplossing zal [H+] gelijk zijn aan 1.8*10-5 mol.L-1.
Hoewel deze methode voor het maken van de buffer op papier goed werkt, is er een praktisch bezwaar: azijnzuur is erg vluchtig en de dampen zijn erg ongezond. Eigenlijk werkt deze manier alleen als zuur en geconjugeerde base beide vaste stoffen zijn.

Directe inweeg

Base met zoutzuur / Zuur met natronloog

Als het zuur of de base erg lastig af te wegen zijn, kan deze methode een uitkomst bieden. Voor het geval hierboven betekent het dat je 0.20 mol natriumacetaat afweegt. Na oplossen wordt aan de oplossing 0.10 mol zoutzuur toegevoegd. Zoutzuur, waterstofchloride, is een sterk zuur. De waterstofionen uit dit zuur zullen met een deel van de acetaat-ionen reageren en azijnzuur vormen. Na toevoegen van het zoutzuur is op die manier 0.10 mol azijnzuur ontstaan en is er nog 0.10 mol acetaat over. De keerzijde van deze procedure is wel dat er ook 0.10 mol natriumchloride in de oplossing aanwezig is.

geconjugeerde vorm maken

Rekenen aan buffers

Bij het rekenen aan buffers ga je er van uit dat
  • wat er als zure vorm van het koppel geconjugeerd zuur / geconjugeerde base in de oplossing gaat, ook als zure vorm aanwezig is.
  • wat er als basische vorm van het koppel geconjugeerd zuur / geconjugeerde base in de oplossing gaat, ook als basische vorm aanwezig is.
Strikt genomen is dat uiteraard niet waar. Om bijvoorbeeld met een azijnzuur/acetaat-buffer een concentratie H+ van 9.0*10-6 mol.L-1 te realiseren zal een deel van het azijnzuur zijn waterstof-ion moeten afstaan. Om die reden is de concentratie van een buffer vaak vrij hoog. In het eerste voorbeeld in "Buffers in de chemie" is daarom een concentratie van 0.250 mol.L-1 gebruikt. De afname van de concentratie azijnzuur van 0.250 naar 0.250 - 0.000009 = 0.249991 is zo klein dat hij verwaarloosd kan worden.

Zuur blijt zuur
Base blijft base

Informatie afkomstig van http://nl.wikibooks.org Wikibooks NL.
Wikibooks NL is onderdeel van de wikimediafoundation.