Erdődi Ferenc, Gergely Pál, Vereb György

Általános és bioszervetlen kémia

Pufferoldatok

A pufferoldatok pH-ja csak kis mértékben változik, ha nagyobb mennyiségű erős savat vagy erős bázist adunk hozzá. Működésük a közös ion hatásán alapul. Pufferoldatnak nevezzük a gyenge savat és sóját (konjugált bázisát) vagy gyenge bázist és sóját (konjugált savát) tartalmazó oldatpárokat. A pufferek pH kiegyenlítő hatását gyenge sav (HA) és konjugált bázis (A–) példáján úgy értelmezhetjük, hogy az erős bázis hidroxidionjai reagálnak a disszociálatlan savval:

OH– + HA(aq)

A– + H2O(l),

vagy az erős sav hidrogénionjai a konjugált bázissal:

H3O+ + A–

HA(aq)+H₂O(l).

Hasonló kiegyenlítő hatása van a gyenge bázisból (NH3) és konjugált savból (

) álló pufferoldatnak:

OH– +

NH3(aq) + H2O(l) ,

H3O+ + NH3(aq)

+ H2O(l) .

A kétféle típusú pufferoldat H+-, ill. OH–-koncentrációját a gyenge sav, ill. bázis disszociációja határozza meg:

search ,	search .
search ,	search .

A fenti kifejezések a már ismert módon átalakíthatók a Henderson–Hasselbalch-egyenletté:

A gyenge bázist és sóját tartalmazó pufferoldat pOH-értékéből a pH is kifejezhető:

(mivel pOH = 14 – pH, íll.

= 14 –

) ,

ahol Ks a gyenge bázishoz konjugált savra jellemző disszociációállandó.

A pufferoldat pH-értékét a gyenge sav (bázis) disszociációállandója és a protonakceptor/protondonor koncentrációaránya határozza meg. A pufferoldatok jellemző adata a puffertartomány, vagyis az, hogy a puffer milyen pH-határok között működik hatásosan. Megfelelő puffertartományú pufferoldat készítéséhez olyan savat (bázist) vesznek, amelynek pKs-(pKb-) értéke közel van a kívánt pH-hoz. Az [A–]/[HA] vagy [HB+]/[B] arányt célszerű 0,1–10 határok között tartani, így a puffertartomány gyakorlatilag 2 pH-egység.

A pufferkapacitás valamely egyértékű erős savnak, ill. bázisnak a mólokban kifejezett mennyisége, amely 1 dm3 adott összetételű pufferrendszerben egységnyi pH-változást hoz létre. A pufferkapacitást a protonakceptor és a protondonor koncentrációja, valamint aránya határozza meg. Például minél több mól sav vagy só van jelen, annál több erős bázis vagy erős sav hozzáadását egyenlíti ki a puffer a pH lényeges megváltozása nélkül.

Példák

1. Milyen formiát/hangyasav arány szükséges pH = 3,80 hangyasav-nátrium-formiát pufferoldathoz? (Ks = 1,77 · 10–4 a hangyasavra)

Az egyszerűsített egyensúly: HCOOH(aq)

H++HCOО–

Ks = 1,77 10–4 és pKs = 3,75.

Alkalmazva a Henderson–Hasselbalch-egyenletet: pH = pKs =

3,80 – 3,75 = 0,05 ,

A formiát/hangyasav aránya 1,12 legyen, pl. 1,12 M HCOONa és 1 M HCOОН.

2. Milyen mértékben változik meg 1 liter 0,1 M ecetsav – 0,1 M nátrium-acetát puffer pH-ja 0,005 mol kálium-hidroxid hozzáadásával? (pKs = 4,74 az ecetsavra)

pH = pKs =

= 4,74 +

= 4,74 .

Erős bázis (0,005 mol KOH) hatására lejátszódó reakció:

CH3COOH(aq)	+ OH– search	CH3COO– + H2O(l) .
0,005 mol	0,005 mol	0,005 mol

A mólmennyiségek figyelembevételével változnak a pufferpár koncentrációi:

csökken	[CH3COOH] = (0,1 – 0,005) mol/dm3 = 0,095 mol/dm3
növekszik	[CH3COO–] = (0,1 + 0,005) mol/dm3 = 0,105 mol/dm3.

Behelyettesítve a Henderson-Hasselbalch-egyenletbe:

Tehát 0,005 mol KOH hozzáadásaa puffer pH-ját csak 0,04 egységgel növelte. Hasonlóan kiszámítható, hogy 0,005 mol erős sav (pl. HCl) a fenti puffer 1 literének pH-ját csak 0,04 egységgel csökkenti.

Tartalomjegyzék

ÁLTALÁNOS ÉS BIOSZERVETLEN KÉMIA
Impresszum
Az Olvasóhoz
chevron_rightÁltalános kémia
- chevron_rightKémiai alapfogalmak
- chevron_rightAz atomok elektronszerkezete és a periódusos rendszer
  - chevron_rightA kvantumelmélet alapjai
    - A fény hullámtermészete
    - Az elektronhullámok és a kvantummechanika
  - chevron_rightSzínképek
    - Emissziós és abszorpciós színképek
    - Atomszínképek
  - A hidrogénatom Bohr-féle modellje
  - chevron_rightA kvantummechanikai atommodell
    - Kvantumszámok
    - Atomorbitálok
  - chevron_rightTöbbelektronos atomok elektronszerkezete
    - Az elektronhéjak energiaszintje
    - Az elektronhéjak felépülésének törvényei
  - chevron_rightAz elemek periódusos rendszere
  - chevron_rightPeriodikus tulajdonságok
- chevron_rightA molekulák szerkezete
  - chevron_rightAz elsődleges kémiai kötés alaptípusai
    - A férnes kötés
    - Az ionkötés
    - chevron_rightA kovalens kötés
      - Kovalens kötéshossz és kötési energia
  - chevron_rightÁtmenet a kötéstípusok között
    - Elektronegativitás
  - chevron_rightA kovalens kötés elmélete
    - chevron_rightA vegyértékkötés-elmélet
    - chevron_rightA molekulaorbitál-elmélet
      - Kétatomos molekulák molekulaorbitáljai
      - Többszörös kötések, delokalizált molekulapályák
  - chevron_rightMásodlagos kémiai kötések
- chevron_rightHalmazállapotok
  - chevron_rightGázhalmazállapot
  - chevron_rightFolyékony és szilárd halmazállapot
- chevron_rightOldatok és kolloidok
- chevron_rightA víz és a vizes oldatok
- chevron_rightKémiai egyensúlyok
- chevron_rightKémiai termodinamika
- chevron_rightReakciókinetika
  - chevron_rightReakciósebesség és reakciómechanizmus
  - chevron_rightHőmérséklet és reakciósebesség
    - Ütközési elmélet
    - chevron_rightAz átmeneti állapot (aktivált komplex) elmélete
      - Kémiai reakciók energiaváltozása
  - chevron_rightTöbb elemi lépésből álló reakciók
  - chevron_rightKatalízis
    - Homogén katalízis
    - Heterogén katalízis
- chevron_rightElektrokémia
  - chevron_rightA redoxifolyamatok áttekintése
  - chevron_rightAz elektrokémia alapjai
- chevron_rightA redoxifolyamatok termodinamikája
  - A Nernst-egyenlet
  - Redoxifolyamatok az anyagcserében
- chevron_rightAz elektrokémia gyakorlati alkalmazásai
chevron_rightBioszervetlen kémia
- chevron_rightKomplex vegyületek
- Az élethez szükséges elemek áttekintése
- chevron_rightAz alkálifémek szerepe biológiai rendszerekben
- chevron_rightA magnézium és a kalcium biológiai jelentősége
  - chevron_rightA magnézium bioszervetlen kémiája
    - Magnéziumkomplexek
  - chevron_rightA kalcium élettani szerepe
- chevron_rightAz átmenetifémek komplexei
  - chevron_rightA vas biológiai jelentősége
    - chevron_rightA vas szerepe az oxigénkötésben és az oxigéntranszportban
    - chevron_rightVas–kén fehérjék biológiai funkciói
      - Citokrómok
      - Kataláz, peroxidáz, citokróm-P450
    - chevron_rightVasanyagcsere
  - chevron_rightA réz biológiai jelentősége
    - chevron_rightA réz biokémiai evolúciója. Fontosabb rézfehérjék
    - chevron_rightRézfehérjék az elektrontranszportban
    - chevron_rightA rézanyagcsere és zavarai
      - Wilson-kór
      - Menkes-kór
  - chevron_rightA cinkcsoport elemeinek biológiai jelentősége
    - chevron_rightA cink biológiai funkciói
      - Cinkenzimek szerkezete
      - „Cinkujj” fehérjék szerkezete
  - Metallotioneinek és funkciójuk
  - chevron_rightA molibdén és a mangán biológiai szerepe
    - Molibdénkomplexek
    - Mangánkomplexek
  - A vanádium, króm, kobalt és nikkel élettani hatása
  - A platinakomplexek daganatellenes hatása
- chevron_rightAz alumínium- és az óncsoport elemeinek biológiai szerepe
  - Az alumínium hatása az emberi szervezetre
  - Óncsoport: germánium, ón, ólom
- chevron_rightA szilíciumvegyületek biológiai szerepe
- chevron_rightA nitrogén és foszfor szerepe a biológiai rendszerekben
- chevron_rightAz oxigéncsoport elemeinek biológiai jelentősége
  - chevron_rightAz oxigén bioszervetlen kémiája
  - chevron_rightA szelén biológiai jelentősége
    - A szelénvegyületek élettani hatásai
- chevron_rightA halogének bioszervetlen kémiája
chevron_rightIrodalom a bioszervetlen kémia fejezeteihez
Rendszám- és atomtömeg-táblázat

Kiadó: Semmelweis Kiadó

Online megjelenés éve: 2026

ISBN: 978 963 331 705 1

Orvostudomány

A könyv feladata, hogy az orvostudományt, gyógyszerésztudományt és biológiát választó egyetemi szak hallgatóit és e téma iránt érdeklődőket megismertesse egyrészt a kémia tudomány alapjaival, az általános kémiával, másrészt a fémek és nemfémes elemek biológiai szerepével, a bioszervetlen kémiával vagy másképp, szervetlen biokémiával.

Hivatkozás: https://mersz.hu/erdoddi-gergely-vereb-altalanos-es-bioszervetlen-kemia//

BibTeX EndNote Mendeley Zotero