Vì sao dung dịch đệm luôn có ph là 7

4.9. DUNG DỊCH ĐỆMKhi thêm 1 ml dung dịch acid hydrochloric 0,1 M vào 1 lít nước thì pH sẽ thay đổi từ 7 – 4,nghĩa là 3 đơn vị, còn khi thêm cùng một lượng acid này vào 1 lít hỗn hợp chứa acid acetic [HAc] 0,1M và natriacetat 0,1 M [pH = 4,74] thì pH của dung dịch hầu như không thay đổi. Thực tế, khi thêmHCl vào hỗn hợp trên thì H+ do HCl phân ly ra sẽ tác dụng hoàn toàn với ion CH 3COO- để chuyểnthành một lượng tương đương acid acetic:HAcC0,1[]0,1 + 10-4⇌H++Ac-K = 1,8 . 10-50,1h0,1 - 10-4pH = 4,74Cũng vậy, tương tự khi thêm 1 ml dung dịch NaOH 0,1M vào 1 lít nước thì pH tăng từ 7 đến 10,nghĩa là 3 đơn vị, còn khi thêm cùng một lượng acid này vào 1 lít hỗn hợp chứa acid acetic [HAc] 0,1M và natriacetat 0,1 M thì pH của dung dịch hầu như không thay đổi.Ta nói rằng hỗn hợp acid acetic và natriacetat có tác dụng đệm, nghĩa là có khả năng duy trì giátrị pH ban đầu không đổi dưới tác dụng của các tác nhân làm thay đổi môi trường từ bên ngoài.Van Slyke đã định nghĩa “các chất đệm là những chất mà sự có mặt của chúng trong dung dịchsẽ làm tăng lượng acid hoặc kiềm phải cho vào dung dịch để làm pH của dung dịch tăng hoặc giảm 1đơn vị”.Hay: Dung dịch đệm là dung dịch có khả năng giữ cho pH của dung dịch thay đổi không đángkể thi thêm một lượng nhỏ axit hay bazơ mạnh.Thành phần của dung dịch đệmThành phần của dung dịch đệm thường là hỗn hợp của acid yếu và base liên hợp với nó.Đệm axit: gồm axit yếu và muối của acid yếu với base mạnh.Ví dụ: CH3COOH/CH3COONaĐệm bazơ: gồm base yếu và muối của base với acid mạnh.Ví dụ: NH3/NH4Cl.Đệm kép: gồm nhiều cặp acid - base.Ví dụ: hỗn hợp H3BO3, H3PO4, CH3COOH và NaOH có thể đệm pH từ 2 đến 12.Tác dụng đệm của các hệ nói trên được giải thích bởi sự có mặt đồng thời trong dung dịch haidạng acid yếu và base yếu. Khi thêm một lượng acid mạnh vào dung dịch đệm thì nó sẽ tác dụng hếtvới lượng base có mặt trong dung dịch để chuyển thành một lượng tương đương acid yếu, mà sự phânly của acid này bị hạn chế nhiều bởi sự có mặt của base yếu liên hợp vẫn còn dư trong dung dịch.Cũng tương tự như vậy, khi thêm một lượng base mạnh vào dung dịch đệm thì nó sẽ chuyển thành mộtlượng tương đương base yếu do đã tác dụng với acid yếu có mặt trong dung dịch với lượng dư, mà sựphân ly của acid này bị hạn chế nhiều bởi sự có mặt của base yếu liên hợp vẫn còn dư trong dung dịch.Cơ chế hoạt động của dung dịch đệm như sau:Xét dung dịch đệm chứa một cặp acid-basơ liên hợp HA/A-.Cân bằng phân ly trong dung dịch:HA [aq] + H2O ↔ A- [aq] + H3O+ [aq]HA [aq] ↔ A- [aq] + H+ [aq]Viết gọn:Ka =[H + ][A− ][HA][H + ] = K a .→[HA][A− ]Khi thêm OH- vào:OH- [aq] + HA [aq] → A- [aq] + H2O [l]Nồng độ HA bị giảm và A- và tăng lên bằng nồng độ [OH-] thêm vào, do đó tỉ lệ [HA]/[A-] giảm. Tuynhiên, sự giảm không đáng kể do nồng độ [OH -] rất bé so với nồng độ của [HA] và [A -] ban đầu. Dođó, [H+] thay đổi rất ít và pH thay đổi không đáng kể.Tương tự, khi thêm [H+]H+ [aq] + A- [aq] ⇌ HA [aq]Nồng độ [HA] và [A-] tăng và giảm một lượng bằng nồng độ [H+] thêm vào. Tuy nhiên sự thay đổikhông đáng kể do nồng độ [H+] rất nhỏ so với nồng độ [HA] và [A -] ban đầu. Chính vị vậy, tỷ lệ [HA]/[A-] tăng rất ít, nên pH thay đổi không đáng kể.Tóm lại, cơ chế hoạt động của dung dịch đệm là giữ cho pH của dung dịch thay đổi ít khi thêm lượngnhỏ acid mạnh hoặc bazơ mạnh [Hình 4.1].Hình 4.1: Cơ chế hoạt động của dung dịch đệm [Các em vẻ lại hình này nhé]Tính pH của dung dịch đệm- phương trình Henderson – HasselbalchXét dung dịch đệm gồm HA [nồng độ Ca] và A- [nồng độ Cb]Ta có cân bằng: HA [aq] ⇌ H+ [aq] + A- [aq]Ka =[H + ][A− ][HA][H + ] = K a .→[HA][A− ]Một cách gần đúng có thể lấy nồng độ lúc cân bằng gần bằng nồng độ ban đầu tức là [HA] ≈ Cavà [A-] ≈ Cb [vì HA là axit yếu đồng thời có mặt A- nên sự điện li HA là không lớn]. Và lấy –logarithoá hai vế phương trình ta được:pH = pK a − logpH = pK a + logHayCaCb[4.16]CbCaPhương trình này được gọi là phương trình Henderson – HasselbalchTừ công thức này ta thấy khi pha loãng dung dịch đệm, cả Ca và Cb đều thay đổi cùng tỉ lệ nhưnhau và tức là tỉ sốCbCakhông thay đổi. Do đó, pH của dung dịch đệm hầu như không thay đổi khi phaloãng.Ví dụ 4.22Trộn 60 ml dung dịch NH3 0,100M [pKa= 9,25] với 40 ml dung dịch NH4Cl 0,100M. Tính pHcủa dung dịch thu được biết NH4+ có Ka = 10-9,24.GiảiDễ thấy dung dịch sau khi trộn chính là dung dịch đệm bazơ NH3/NH4ClNồng độ các chất sau khi trộn0,100.0, 060C NH 3 == 0, 060 M0,1000CNH 4Cl =pH = pK a + logÁp dụng công thức:0,100.0, 040= 0, 040M0,1000Cb0, 060= 9, 24 + log= 9, 42Ca0, 040Ví dụ 4.23Tính pH của dung địch được điều chế bằng cách trộn lẫn 0,01000 mol HA mạnh trung bình[pKa=2,000] với 0,0100 mol A- vào nước cất và định mức tới vạch 1,0 L.Giải• Theo phương trình Henderson-HasselbalchpH ≈ pKa = 2,00• Xét cân bằng: HA [aq]  H+ [aq] + A- [aq]0,0100-xx0,0100 + x+−[H ][A ]Ka =[HA]= = 10-2,00→ x = 0,000414 M → pH = -log [H+] = 2,38Như vậy pH của dung dich là 2,38 chứ không phải là 2,00 [tính theo phương trình]Sau khi trộn lẫn, nồng độ của [HA] và [A-] thay đổi:[HA] = 0,0100-0,00414= 0,00586 M[A-] = 0,0100 + 0,00414= 0,0141 MPhương trình Henderson-Hasselbalch luôn đúng vì nồng độ [HA] và [A -] trong phương trình lànồng độ cân bằng. Tuy nhiên, sẽ là không thích hợp nếu lấy [HA]=C a và [A-] = Cb là các nồng độ banđầu, trong trường hợp HA là acid mạnh trung bình, sự phân ly của HA là đáng kể.Ví dụ 4.24Tính thể tích NaOH 0,500 M cần thêm vào 10,0 g tris hydrochloride [pKa = 8,07] để điều chếđược 250 mL dung dịch đệm pH =7,60.GiảiSố mol tris hydrochloride là: 10,0/157,596 = 0,0635 molBH+ + OH- → BSố mol ban đầu 0,0635xSố mol cân bằng 0,0635-xxÁp dụng phương trình Henderson-Hasselbalch:pH = 7,60 = 8,07 + logx = 0,0160 molVNaOH = 32,0 mL.Đệm năngĐể đặc trưng tác dụng đệm của dung dịch, Van Slyke đã đưa ra khái niệm đệm năng β, nó là sốmol base mạnh [hoặc acid mạnh] phải cho vào 1 lít dung dịch để làm tăng [hoặc giảm] pH 1 đơn vị.[4.16]Trong đó: β là đệm năng; db là số mol base mạnh; da là số mol acid mạnh; dpH là độ tăng hoặcgiảm pH ứng với số mol base mạnh hoặc acid mạnh đã thêm vào, dấu âm chỉ ra rằng pH giảm khithêm acid vào. Hình 4.2 thể hiện sự phụ thuộc của đệm năng theo logarit [[[A-]/[HA]].Hình 4.2: Sự phụ thuộc của đệm năng theo logarit [[[A-]/[HA]] [Vẽ lại hình]Dĩ nhiên khi β càng lớn thì dung dịch đệm có khả năng đệm càng cao. Giá trị đệm năng phụthuộc vào nồng độ các acid và base liên hợp dùng để điều chế dung dịch đệm và phụ thuộc vào quanhệ nồng độ giữa chúng. Nghiên cứu cho thấy, đối với dung dịch đệm gồm đơn acid yếu và base liênhợp với nó thì đệm năng sẽ có giá trị cực đại khi nồng độ của acid yếu và base liên hợp với nó bằngnhau tức Ca = Cb [Hình 4.2]. Khi đó, pH = pKa.Do đó, trong thực nghiệm người ta thường pha dung dịch đệm có nồng độ axit và bazơ bằngnhau và chọn dung dịch đệm có pKa gần bằng giá trị pH cần đệm.Các yếu tố ảnh hưởng tới giá trị pH của dung dịch đệmPhương trình Henderson-Hasselbalch cho phép tính toán pH của dung dịch đệm với nồng độdạng acid và bazơ cân bằng và đã tính tới sự ảnh hượng của hệ số hoạt độ. Tuy nhiên, lý do lớn nhấtmà pH của dung dịch đệm tính theo phương trình Henderson-Hasselbalch và pH thực tế đo được có sựkhác nhau trong nhiều trường hợp là do chúng ta luôn xem cường độ ion µ =0, hệ số hoạt độ là 1.Do đó, nếu biết được cường độ ion và giá trị pK a tương ứng, áp dụng phương trình HendersonHasselbalch, kết quả pH tính toán sẽ phù hợp hơn với thực tế.Sự ảnh hưởng cường độ ion lên giá trị pH của dung dịch đáng kể khi cường độ ion lớn. Ví dụ,dung dịch đệm dữ trữ phosphare 0,5 M có pH=6,60; khi pha loãng 10 lần để đạt nồng độ 0,05 M, pHtăng lên đáng kể là 6,90.Ngoài ra, pKa phụ thuộc vào nhiệt độ, giá trị pKa cho trong bảng được tính tại 250C. Đây cũng lànguyên nhân làm sai lệch pH tính toán với pH thực tế. Ví dụ, dung dịch đệm tris có pH = 8,07 tại 25oC; pH= 8,7 tại 4oC và đạt giá trị 7,7 tại 37 oC.Điều chế dung dịch đệmTrên thực tế, muốn điều chế một dung dịch đệm với giá trị pH nhất định, chúng ta không tínhtoán nồng độ dạng acid và dạng bazơ liên hợp rồi trộn lẫn. Cách điều chế dung dịch đệm được tiếnhành với các bước như trong ví dụ: Điều chế 1,00 L dung dịch đệm Tris hydrochoride [157,596 g/mol]với pH 7,60.1. Cân một lượng tris hydrochoride để được 0,100 mol, hòa tan vào cốc đã chứa sẵn khoảng 8002.3.4.5.mL nước cất.Nhúng điện cự pH vào dung dịch để kiểm soát pHThêm dung dịch NaOH 1M vào cho tới khi pH của dung dịch là 7,60Chuyển dung dịch trong cốc vào bình định mức 1 L, lưu ý tráng cốc vài lần bằng nước cất.Thêm nước cất tới vạch và lắc đều.

Dung dịch chuẩn pH là gì? Bảo quản và sử dụng như thế nào đúng cách

Bài viết này bao gồm những kiến thức liên quan đến dung dịch hiệu chuẩn pH hay còn gọi là dung dịch đệm pH. Một dung dịch cần thiết để hiệu chuẩn các thiết bị đo pH trước khi tiến hành sử dụng chúng để đo pH của các mẫu. Việc hiệu chuẩn pH bởi các dung dịch chuẩn càng đúng cách là giúp cho kết quả đo càng chính xác.

Các thuật ngữ tương đồng:

• • Đầu dò hay điện cực là một đều dùng với từ “probe”
  • Chất đệm pH hay dung dịch chuẩn pH cũng là một đều dùng với từ “buffer solutions”

Ý nghĩa của “đệm pH” là gì?

pH bộ đệm có thể bù lại các thêm vào của nhỏ bé lượng của axit hoặc là căn cứ, duy trì các giá trị pH danh nghĩa ổn định [bộ đệm cân bằng].

Dung dịch đệm pH là gì?

Là một chất đệm pH sử dụng để hiệu chuẩn các máy đo pH trước khi người sử dụng tiến hành đo pH trên các mẫu.

Kiểm tra cơ bản hiệu suất của đầu dò pH

• • Kiểm tra trực quan của các bộ phận đầu dò
  • Lưu trữ đúng [cho mục đích ngắn / dài kỳ hạn]
  • Làm sạch / bảo trì [phụ thuộc vào sự nhiễm bẩn của đầu dò]
  • Ứng dụng khuấy [nhẹ, không có hình thành một xoáy]

Sự giảm dần liên tục của độ dốc [mV / pH hoặc là %] có thể cho thấy sự sụt giảm hiệu suất của đầu dò pH . Điều này có thể cho thấy cần làm sạch bóng đèn chỉ thị thủy tinh hoặc thậm chí phải thay thế đầu dò [điện cực] pH khác. Tuy nhiên, trong thực tế không phải đầu dò luôn là nguyên nhân gây mất đi tính cảm ứng, mà có thể là do dung dịch chuẩn thay đổi theo thời gian.

Kinh nghiệm cho thấy: một kết quả pH bị ảnh hưởng 50/50 bởi chất đệm pH và hiệu suất thăm dò pH. Do đó, không chỉ mỗi đầu dò pH là nguyên nhân, mà chất đệm cũng là 1 tác nhân cần xem xét.

Mẹo: Không bao giờ đặt đệm pH đã sử dụng trở lại vào chai đệm. Không bao giờ lưu trữ pH bộ đệm [hoặc là cảm biến] dưới thẳng ánh sáng mặt trời. UV ánh sáng có thể làm hỏng các cảm biến và nhiệt độ cao của bộ đệm có thể ảnh hưởng đến sư hiệu chỉnh pH.

Bộ đệm pH được chứng nhận mang đến độ chính xác cao.

• Thương hiệu: Horiba – Nhật Bản
• Mã sản phẩm: 500-7
• Thang đo: pH 7.00 ±0.02 at 25°C
• Dung tích: 500 ml
• pH 7.00 ±0.02 at 25°C 500ml
• Công dụng: Dung dịch chuẩn pH là một loại dung dịch chuẩn phổ biến, thường được sử dụng để chuẩn hóa máy đo pH

Những nguyên nhân chính làm cho dung dịch chuẩn ảnh hưởng đến kết quả đo pH

• • Dung dịch chuẩn hết hạn [hết hạn sử dụng]
  • Lưu trữ dung dịch đệm pH không đúng [ví dụ như tiếp xúc với nhiệt]
  • Để chung các chất đệm vào cùng 1 chai
  • Đưa dung dịch đệm pH đã sử dụng sau khi hiệu chuẩn trở lại bộ đệm chai
  • Sử dụng dung dịch chuẩn pH rẻ tiền không đảm bảo chất lượng sử dụng.

Có thể bạn quan tâm: Hướng Dẫn Cách Sử Dụng Đồng Hồ Vạn Năng Chi Tiết Nhất

Làm gì nếu thấy giá trị đo trong dung dịch chuẩn độ pH không chính xác

Trong mọi trường hợp, nếu giá trị pH đo được trong dung dịch đệm không chính xác, trước tiên hãy kiểm tra các vấn đề sau:

• • Thời hạn sử dụng của dung dịch chuẩn
  • Chai có đã đã mở và tiếp xúc với không khí bao nhiêu lần
  • Hiệu suất điện cực pH, nạp dung dịch và các quy trình bảo trì, bão dưỡng đầu dò

Ảnh hưởng của việc mở chai

Dung dịch chuẩn pH có thể bị thay đổi do việc mở nắp chai. Vì việc đó cho phép CO2 từ không khí xung quanh xâm nhập và hòa tan trong chất đệm. Mỗi lần mở là mỗi lần thêm CO2.

Hình ảnh cho thấy lượng CO2 bổ sung và riêng lẻ được bổ sung cho mỗi lần mở chai [xem phương trình phản ứng và bảng]. Vào cuối, giá trị pH được giảm xuống ví dụ 0,01 pH.

Mẹo: Mở chai chứa dung dịch đệm nên càng ngắn càng tốt. Chai không bao giờ được mở trong một thời gian dài. Chất lượng đệm pH ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác của hiệu chuẩn đầu dò pH và do đó trực tiếp tác động đến độ tin cậy của kết quả đo mẫu.

Dung dịch đệm pH sử dụng bao lâu sau khi mở ra?

Theo khuyến nghị của nhà sản xuất một chai với

Bộ đệm pH chỉ nên được mở ra để lấy ra một lượng nhỏ để hiệu chuẩn và phải được đóng lại nhanh chóng sau đó.

Dung dịch chuẩn pH đổ ra trong các cốc đốt để hiệu chuẩn nên không được để lâu hơn 10-15 phút [pH 4 và 7]. Dung dịch chuẩn kiềm [pH 10 hoặc 12] rất nhạy với CO2 từ môi trường xung quanh [không khí và độ ẩm] sẽ mau thay đổi pH. Đo đó, nên được sử dụng không quá 5-10 phút, tùy thuộc vào thời gian ổn định đầu dò pH và nhiệt độ.

Tại thấp hơn nhiệt độ [0-20 ° C] pH bộ đệm là hơn ổn định hơn ở nhiệt độ cao hơn [20-40 ° C]. Bộ đệm pH trên 40 ° C [và mẫu] nên được đo lường trong một cốc có nắp đậy. Nếu không, quá nhiều nước có thể bốc hơi, thay đổi nồng độ của bộ đệm hoặc mẫu và do đó làm ảnh hưởng giá trị pH. Ngoài ra, trạng thái cân bằng giữa dung dịch và pha hơi / không khí cũng có thể thay đổi dung dịch đệm pH

Bộ đệm pH có thể được bảo quản trong hộp kín có thể lưu trữ trong vòng hai năm.

Xem ngay: Tủ sấy phòng thí nghiệm – Cấu tạo, phân loại, công dụng & cách sử dụng

Nơi mua dung dụng đệm pH chất lượng – chính hãng trên thị trường

Trung Sơn là một trong những đơn vị hàng đầu chuyên cung cấp hoá chất phòng thí nghiệm và hoá chất công nghiệp. Đặc biệt, chúng tôi còn cung cấp rất nhiều dung dịch đệm, dung dịch chuẩn của nhiều thương hiệu nổi tiếng như Hanna, Hach, … Trung Sơn cam kết đem đến những sản phẩm chất lượng với giá thành cạnh tranh nhất nhì thị trường hiện nay. Nếu bạn có nhu cầu tìm mua những sản phẩm dung dịch đệm này thì hãy lên hệ với chúng tôi thông qua website //tschem.com.vn/ hoặc Hotline: [028] 3811 9991 để được tư vấn báo giá nhanh nhất có thể bạn nhé

Nguồn: Bài viết tham khảo từ tài liệu của Hach.