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緩衝液は、安定したpHの水ベースの溶液です。これは、大量の弱酸または弱塩基とその共役塩基または酸を混合することで作られます。少量の酸またはアルカリ(塩基)を加えても、そのpHはそれほど変化しません。つまり、緩衝液は酸と塩基が互いに中和するのを防ぎます。
TL; DR(長すぎる;読まなかった)
塩基を緩衝液に加えても、pHは変化しません。緩衝液は、塩基が酸を中和するのを防ぎます。
酸性およびアルカリ性緩衝液
pHスケールは、水ベースの溶液がどの程度酸性またはアルカリ性であるかを示します。酸性溶液には水酸化物イオンよりも多くの水素イオンが含まれていますが、アルカリ溶液には水素イオンよりも多くの水酸化物イオンが含まれています。 0〜14のスケールで、左が0、右が14の酸性緩衝液のpHレベルは7未満です。通常、弱酸と共役塩基(多くの場合、ナトリウム塩)から作られます。アルカリ緩衝液のpHレベルは7を超え、通常は弱塩基とその塩の1つから作られます。緩衝液のpHを変更するには、酸と塩基の塩に対する比率を変更するか、別の酸または塩基とその塩の1つを選択します。
ルシャトリエの原理
Le Chateliers Principleは、緩衝液で何が起こるかを調べるのに役立ちます。原則では、動的平衡の条件を変更すると、平衡の位置が移動してその変化に対抗することが示されています。たとえば、エタン酸とエタン酸ナトリウムの酸性緩衝液では、エタン酸は弱酸であるため、平衡の位置はスケールの左側にあります。共役塩基であるエタン酸ナトリウムを追加すると、多くの余分なエタン酸イオンが追加され、平衡の位置がさらに左に傾きます。
緩衝液への塩基の追加
緩衝液に塩基を追加すると、水素イオン濃度は、追加された塩基の量に対して予想される量よりも少なく減少します。酸とその共役塩基は水酸化物イオンを消費します。溶液のpHは大幅に上昇することはありませんが、バッファーシステムが使用されていない場合は上昇します。これは、ルシャトリエの原理により、平衡位置が右に移動して、塩基との反応での水素イオンの損失を補うためです。