Bufer eritmarlar va ularnng xossalari Reja: I. Kirish II. Asosiy qism

II.5. Buffer eritmalarning analizda ishlatilishi.

Eritmani suyultirib ko’ramiz. Ma’lumki, sirka kislota uchun K=1,86×10^-5

Avval asetat buffer eritma pH ini xisoblaymiz. Buning uchun 0,1 normal atsetat buffer eritma olamiz. Bu eritmada [CH₃COOH]=0,1 va [CH₃COONa]=0,1 bo’lib, dissotsilanish darajasi a=0,79. Bu eritma uchun  formuladan foydalanib [H] ni topamiz .



Endi bu eritmani suyultirib 0,01 n eritmaga aylantiramiz. Bu holda [CH₃COOH]=0,01; [CH₃COONa]=0,01; a=0,87. Bularni  formula qo’yib, [H] ni topamiz. pH =4,67

Eritmani yana suyultirib 0,001 n eritmaga aylantiramiz. Bunda [CH₃COONa]=0,001; a=1 bo’ladi. Bularni yuqoridagi formulaga qo’yib [H] ni topamiz. pH=4,73

Demak, buffer eritma suyultirilishi bilan undagi pH qiymati juda oz o’zgaradi.

Endi buffer eritmaga kislota qo’shib ko’ramiz. Buning uchun yana 0,1 n atsetat buffer eritma olamiz. Bundan eritmada pH=4,6 bo’ladi. Endi bu eritmaga shunday miqdorda HCI qo’shamizki, eritmada HCI konsentratsiyasi 0,01 n bo’lsin. Yana pH ni hisoblab chiqaramiz. Hlorid kislota kuchli elektrolit bo’lgani uchun eritmada ionlarga batamom ajraladi.

HCI=H+CI

Vodorod ionlariatsetat ionlari bilan birikib sirka kislota molekulalarining konsentratsiyasini oshiradi;

CH₃COO⁺+H⁺=CH₃COOH

Buning natijasida atsetat kislota konsentratsiyasi 0,1 n ga yetadi, lekin CH₃COONa ning konsentratsiyasi 0,09 ga tushib qoladi. Bu qiymatlarni



 [H] ni topamiz (a=0,79) pH =4,55



atsiyasi ham juda oz o’zgaradi. Bufer eritmalarga ishqor qo’shilganda ham ularda pH juda oz o’zgaradi, chunki bunda kuchli ishqor kuchsizkislota bilan qo’shilib tuz xosil qiladi.

Bufer eritmalardan vodorod ionlarining konsentratsiyasini kolorimetrik usulda aniqlashda analitik va biokimyoviy ishlarda foydalaniladi.

Biologik jarayonlar muayyan pHli muxitda boradi. Shuning uchun fiziologik suyuqliklar (masalan, sut, qon, va xokazolar ) buferlik hususiyatiga ega bo’ladi, shuningdek, tuproqda bikarbonat, fosfat va boshqa moddalar borligidan tuproqdagi eritmalar ham buferlik xossasiga ega bo’ladi. Tabiiy buferlardan tashqari , juda ko’p suniy buferlar ham ishlatiladi. Masalan, borat kislota + bura; limonkislota+uning natriyli tuzi suniy buferlardir.

Eritmaning buffer kuchini tavsiflash uchun buffer sig’imi degan tushuncha qo’llaniladi. 1l buffer eritmaga qo’shilganda eritmaning vodorod ko’rsatkichini 1ga qadar o’zgartira oladigan kuchli kislota yoki kuchli asosning mol miqdori buffer sig’’im deyiladi.



bu yerda pH-bufer eritmaning ishqor qo’shilgandan ilgarigi vakeyingi vodorod ko’rsatkichi. B-bufer sig’imi.

Ma’lumki, eritma reaksiyasiga qarab o’z rangini o’zgartiradigan organic moddalar indikatorlar deb ataladi.Har qaysi indikatorning o’z disotsilanishi konstantasi bo’ladi. Shunga ko’ra, indicator ma’lum pH da kislotali rangdan ishqoriy rangga o’tadi. Ma’lum pH li eritmalardan foydalanib, har qaysiindikator rangini o’zgarishi uchun shkala tuzish, bu shkaladan foydalanib esa noma’lum eritmani vodorod ko’rsatkichini toppish mumkin.

Indikatorlar yordami bilan pH ni aniqlashga oid misol keltiramiz. Misol, vodorod ko’rsatkichi noma’lum eritma berilgan. Eritma fenolftaleinni ko’kartiradi( fenolftalein o’z rangini pH 8-10 orasida bo’lganda o’zgartiradi ), lekin bu eritmada fenolftalein rangsizligicha qoladi (fenolftalein o’z rangini pH 9,4-10,6 orasida bo’lganda o’zgartiradi). Demak eritmaning vodorod ko’rsatkichi 8,2 danortiq, 9,4 dan kamdir.

Bu misolda eritmaning vodorod ko’rsatkichi taxminan aniqlanadi. Eritmalarning vodorod ko’rsatkichini kolorimetrik usulda aniq toppish uchun bir necha nitrofenoldan iborat indikatorlardan foydalaniladi. Bu indikatorlarning eritmalari barqaror bo’ladi. Bufer sistemalar eritmaning pH qiymatini aniq saqlash va reaksiyaning to’laligini saqlash maqsadida ishlatiladi. Ko’pchilik buffer aralashmalarning pH qiymatlari quyidagicha; atsetatli buffer=5; formiatli buffer=4; ammiakli buffer=9; fosfatli buffer-8; va h.k

Shuni ham takidlash kerakki, har qanday aralashma ham buffer aralashma bo’lolmaydi. Bufer aralashma tarkibida halaqit beruvchi ionlar yoki aniqlanishi kutilayotga ionlar (moddalar) bo’lsa bumday buferni ishlatib bo’lmaydi. Bufer aralashmalar analiz qilinadigan moddaning ( obektning ) tabiati, tarkibi va reaksiya uchun zarur bo’lgan pH qiymati asosida tanlanadi.

Tirik organizmlarda buffer sistemalar qon va to’qimalardagi pH ni o’zgartirmay saqlab turadi. Organizm faoliyatidagi modda almashishida ko’p miqdorda kislota maxsulotlar hosil qiladi. Masalan, odam organizmida bir kecha kunduz davomida 20-30 l 1n li kuchli kislotaga teng bo’lgan miqdorda turli kislotalar xosil bo’ladi.

Organizmda sodir bo’ladigan reaksiyalarning doimiy saqlanishini undagi kuchli buffer sistemalar ta’minlab turadi. Odam organizmida ko’proq oqsilli, bikarbonatli va fosfatli buferlar muhim ro’l o’ynaydi.

Qonning buffer aralashmasi NaHCO₃ VA CO₂ dan tashkil topgan karbonatli hamda NaH₂PO₄ va NaH₂PO₄ lardan tashkil topgan fosfatli aralshmadan iborat. Bikarbonatli bufer qonda juda katta konsetratsiyada bo’ladi. Bikarbonatlar va erigan CO2 miqdorlarini bilgan holda qonnig pH ini quyidagi formula irqali aniqlash mumkin

Bu yerda 6,11-qon uchun xarakterli bo’lga kattalik; [bikarbonat] – bikarbonatning hajmiy ulushda yoki foizda olingan konsentratsiyasi [CO₂] – erigan erkin karbonat kislota konsentratsiyasi. Bu formuladan amaliyotda turli tibbiy – biologik tadqiqotlarda keng foydalaniladi. Ammo qondagi eng kuchli sistemalar bo’lib qon tarkibidagi hamma bufer sig’imning 75% ini tashkil qiluvchi gemoglabin buferlarideb ataluvchi sistemalar xisoblanadi. Bu buffer sistemalarning ta’siri quyidagicha tushuniladi. Modda almashinishi natijasida xosil bo’ladigan nordon mahsulotlar gemoglobinning kaliyli tuzi bilan reaksiyaga kirishib ularning ekvivalent miqdordagi kaliyli tuzlari va kuchsiz organic kislotalar xususiyatiga ega bo’lgan gemoglabin hosil qiladi. Bu qonda kislotali muhit hosil bo’lishining oldini oladi. Gemoglobin bilan bog’langan karbonat kislota, oqibat natijada o’pka orqali tashqariga chiqib ketadi, lekin qon pH ida ishqoriy tomonga siljish bo’lmaydi,chunki bu jarayonda xosil bo’lgan oksigemoglobin gemoglobinga qaraganda birmuncha nordonroq.

Qumli tuproq suspenziyasining pH i soz tuproqli suspenziyanikidan kichik bo’ladi. Demak, sos tuproqli eritma qumli tuproq eritmasiga qaraganda katta buferlikka ega bo’lgani uchun muhitning kuchli kislotalanishiga to’sqinlik qiladi. Tuproq qattiqroq fazasining buferligi, asosan ikkita omilga; tuproq kolloidlari miqdori va yutilgan kationlar tarkibiga bog’liq. Tuproq kolloidlarining vodorod ionlarini yutish energiyasi va tuproq kolloidlarining dissotsilanish darajasi ham katta ahamiyatga ega, chunki tuproqdagi organic moddalar asosan kuchsiz kislotalardan iborat, ular ma’lum darajada tuproq eritmasiga kelib tushayotgan vodorod ionlarini olib tuproqning kislotalanishiga qarshi buffer ta’sir ko’rsatadi. Tajribalarning ko’rsatishicha ayni tuproq tarkibida organic moddalar qancha ko’p bo’lsa, uning buffer ta’siri shuncha yuqori bo’ladi. Qishloq xo’jaligi tajribalari shuni ko’rsatadiki, kuchsiz buferlik tuproqda muhit reaksiyasi fiziologik nordon va ishqorli o’g’itlar solinishidan keskin o’zgarib ketishi mumkin. Yaxshi buferlikka ega bo’lga tuproqda esa bunday hodisa bo’lmaydi.

Organizmdagi hujayralar pH ining o’zgarmasdan saqlanishida oqsilli buffer deb ataluvchi sistemaning ahamiyati katta. Bu buffer protein (Pt) va uning Na yoki K ning kuchli asosi bilan hosil qilgan tuzidan iborat. Uning komponentlarini quyidagicha tasvirlash mumkin: Pt-COOH kam dissotsilanadigan kislot, Pt-COONa uning tuzi

Pt-COOH=Pt-COO+H

Pt-COONa=Pt-COO+Na

Vodorod ionlarining konsentratsiyasi oshganda oqsil tuzi kislotalar bilan o’zaro ta’sirlashib juda kam dissotsilanuvchi kislota va neytral tuz hosil qiladi;

2Pt-COONa+H₂SO₄=Na₂SO₄+2Pt-COOH

Bufer eritmalar tayyorlash. Tajriba. Yettita bir xil probirkaga ulushlarga bo’lingan pipetka yoki byuretka yordamida 0,1 n li CH₃COOH bilan 0,1 n li CH₃COONa eritmalaridan jadvalda ko’rsatilgan tartibda quyib chiqiladi.

Probirkadagi eritmalar aralashtirib, universal indikatorda ularning xar qaysisiga uch tomchidan qo’shiladi va yana chayqatib aralashtiriladi. Eritmalar xar turli rangga bo’yaladi. Probirkadagi eritmalarni universal indikator uchun tuzilgan rangli jadvalga solishtirib ko’rib xar qaysi probirkadagi aralashmaning pH I topiladi va uning qiymati yozib olinadi. Barcha eritmalarningpH I xisoblab chiqariladi va ular pH ning tajribada topilgan qiymatigasolishtirib ko’riladi.

Bufer aralashmani suyultirish. Tajriba. Uchta kolba olinib, ulardan 10 ml dan buffer eritma tayyorlanadi, buning uchun kislota bilan tuz eritmalari yuqori tavsif etilgan tajribada beshinchi probirkaga quyilgan nisbatda olinadi.

Distillangan suv qo’shib birinchi kolbadagi eritma ikki marta ikkinchi kolbadagisi esa uch marta suyultiriladi. Uchinchi kolbadagi eritma suyultiriladi. Xar qaysi eritmadan 10 ml dan olinib, ularning xar qaysisiga uch tomchidan universal indicator qo’shiladi. Uchala eritma ham bir xil rangga bo’yaladi, demak eritma suyultirilishi bilan pH o’zgarmaydi.

Kislota va ishqorlarning ta’siri. Tajriba. Bufer eritmalar tayyorlash tajribasi ishlatilgan eritmalardan pH qiymati eng katta bo’lgan eritmali probirkaga HCI ning 0,1 n eritmasidan tomchilab qo’shiladi. Bunday eritmaning rangi o’zgarmaydi.

PH qiymati eng kichik bo’lgan probirkali NaOH ning 0,1 n eritmasidan tomchilab qo’shiladi. Bunda eritmaning rangi o’zgarmaydi.Demak, birinchi holda ham ikkinchi holda ham pH o’zgarmaydi.

Bufer sig’imi. Tajriba. CH₃COOH ning 0,1 n eritmasidan 7 ml va CH₃COONa ning 0,1 n eritmasidan 3ml olib konussimon kolbada buffer aralashma tayyorlanadi. 8 tomchi universal indicator qo’shiladi va tayyorlangan bufer aralashmaning pH qiymati universal indicator uchun istalgan rangli jadvaldan topiladi. Shundan keyin buffer aralashma NaOH ning 0,1 n eritmasi bilan to eritmaning rangi sezilar sezilmas darajada o’zgarguncha titrlanadi va titrlash uchun sarf bo’ladigan NaOH ning ml lar soni yozib olinadi.

Tajriba. Huddi shuning singari CH₃COOH ning 0,1 n li eritmasidan va CH₃COONa ning 0,1 n eritmasidan 7ml olib buffer aralashma tayyorlanadi.

3 tomchi universal indicator quyiladi va birinchi tajribadagi kabi NaOH ning yuqorida ko’rsatilgan eritmasi bilan rangi sezilar sezilmas darajada o’zgarguncha titrlanadi. Titrlash uchun sarf b’lgan ishqorning millilitrlar soni yozib olinadi.1 va 2tajribada titrlanganeritmalar taqqoslab ko’riladi.