เกลือบัฟเฟอร์ สารละลายบัฟเฟอร์ สารละลายบัฟเฟอร์ การประยุกต์ใช้สารละลายบัฟเฟอร์ในการวิเคราะห์ทางเคมี
ค่า pH ของสารละลายบัฟเฟอร์คำนวณตามสมการ Henderson-Hasselbach:
– สำหรับกรดบัฟเฟอร์ สมการจะมีรูปแบบ
– สำหรับบัฟเฟอร์หลัก
สมการแสดงว่าค่า pH ของสารละลายบัฟเฟอร์ขององค์ประกอบที่กำหนดถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของความเข้มข้นของกรดและเกลือ หรือเบสกับเกลือ ดังนั้นจึงไม่ขึ้นอยู่กับการเจือจาง เมื่อปริมาตรของสารละลายเปลี่ยนแปลง ความเข้มข้นของส่วนประกอบแต่ละชนิดจะเปลี่ยนไปในจำนวนครั้งที่เท่ากัน
ความจุบัฟเฟอร์
ความสามารถของสารละลายบัฟเฟอร์ในการรักษาค่า pH ให้คงที่นั้นมีจำกัด เหล่านั้น. การเติมกรดหรือด่างโดยไม่เปลี่ยนค่า pH ของสารละลายบัฟเฟอร์อย่างมีนัยสำคัญสามารถทำได้ในปริมาณที่จำกัดเท่านั้น
ค่าที่ระบุถึงความสามารถของสารละลายบัฟเฟอร์ในการต่อต้านการเปลี่ยนแปลงในปฏิกิริยาของตัวกลางเมื่อเติมกรดและด่างเรียกว่า ความจุบัฟเฟอร์ของสารละลาย (B)
ความจุของบัฟเฟอร์วัดจากจำนวนโมลที่เทียบเท่าของกรดแก่หรือเบสแก่ ซึ่งการเติมสารละลายบัฟเฟอร์ 1 ลิตรจะเปลี่ยนค่า pH หนึ่ง
ในทางคณิตศาสตร์ ความจุของบัฟเฟอร์ถูกกำหนดดังนี้:
B โดยกรด (โมล/ลิตร หรือ มิลลิโมล/ลิตร):
,
โดยที่ n(1/z HA) คือจำนวนโมลเทียบเท่าของกรด pH 0 และ pH คือค่า pH ของสารละลายบัฟเฟอร์ก่อนและหลังการเติมกรด V B คือปริมาตรของสารละลายบัฟเฟอร์
ในอัลคาไล (โมล / ลิตรหรือมิลลิโมล / ลิตร):
,
โดยที่ n (1/z VOH) คือจำนวนโมลที่เทียบเท่าของอัลคาไล ชื่อที่เหลือจะเหมือนกัน
ความจุของบัฟเฟอร์ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ:
1. จากลักษณะของสารที่เติมและส่วนประกอบของสารละลายบัฟเฟอร์ เพราะ สารบางชนิดสามารถก่อตัวเป็นสารประกอบหรือสารเชิงซ้อนที่ไม่ละลายน้ำ หรือทำให้เกิดปฏิกิริยาที่ไม่พึงประสงค์อื่นๆ กับส่วนประกอบของระบบบัฟเฟอร์ จากนั้นแนวคิดเรื่องความจุของบัฟเฟอร์จะสูญเสียความหมายไป
2. จากความเข้มข้นเริ่มต้นของส่วนประกอบของระบบบัฟเฟอร์
ยิ่งจำนวนส่วนประกอบของคู่กรด-เบสในสารละลายมากเท่าใด ความจุของบัฟเฟอร์ของสารละลายนี้ก็ยิ่งมากขึ้นเท่านั้น
ขีด จำกัด ของอัตราส่วนของความเข้มข้นของส่วนประกอบของสารละลายบัฟเฟอร์ซึ่งระบบยังคงรักษาคุณสมบัติไว้ ช่วงค่า pH = pK ± 1 เรียกว่าโซนของบัฟเฟอร์แอคชันของระบบ ซึ่งสอดคล้องกับช่วงของอัตราส่วนที่มีเกลือ /C ต่อคุณตั้งแต่ 1/10 ถึง 10/1
B ถึง (เลือด) \u003d 0.05 โมล / ลิตร; B ถึง (พลาสมา) \u003d 0.03 mol / l; B ถึง (ซีรั่มเลือด) = 0.025 โมล / ลิตร
ระบบบัฟเฟอร์เลือด
ระบบบัฟเฟอร์มีความสำคัญอย่างยิ่งในการรักษาสมดุลกรดเบสของสิ่งมีชีวิต ค่า pH ของของเหลวภายในเซลล์ส่วนใหญ่อยู่ในช่วง 6.8 ถึง 7.8
กรด - สมดุลพื้นฐานในเลือดของมนุษย์นั้นมาจากระบบบัฟเฟอร์ไฮโดรคาร์บอเนต ฟอสเฟต โปรตีนและเฮโมโกลบิน ค่า pH ปกติของพลาสมาในเลือดคือ 7.40 ± 0.05
ระบบบัฟเฟอร์เฮโมโกลบินให้ความจุบัฟเฟอร์ 35% ของเลือด: . Oxyhemoglobin เป็นกรดที่แรงกว่าฮีโมโกลบินที่ลดลง Oxyhemoglobin มักจะอยู่ในรูปของเกลือโพแทสเซียม
ระบบบัฟเฟอร์คาร์บอเนต : อันดับแรกในแง่ของพลัง มันแสดงด้วยกรดคาร์บอนิก (H 2 CO 3) และโซเดียมหรือโพแทสเซียมไบคาร์บอเนต (NaHCO 3, KHCO 3) ในอัตราส่วน 1/20 บัฟเฟอร์ไบคาร์บอเนตถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อแก้ไขการรบกวนของกรดเบสในร่างกาย
ระบบฟอสเฟตบัฟเฟอร์ . ไดไฮโดรฟอสเฟตมีคุณสมบัติเป็นกรดอ่อนๆ และทำปฏิกิริยากับผลิตภัณฑ์ที่เป็นด่างที่เข้าสู่กระแสเลือด ไฮโดรฟอสเฟตมีคุณสมบัติเป็นด่างอ่อนๆ และทำปฏิกิริยากับกรดที่แรงกว่า
ระบบบัฟเฟอร์โปรตีนมีบทบาทในการทำให้กรดและด่างเป็นกลางเนื่องจากคุณสมบัติของแอมโฟเทอริก: ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด โปรตีนในพลาสมาจะทำงานเหมือนเบส ในสภาพแวดล้อมพื้นฐานพวกมันจะทำงานเหมือนกรด:
ระบบบัฟเฟอร์ยังมีอยู่ในเนื้อเยื่อ ซึ่งช่วยรักษาค่า pH ของเนื้อเยื่อให้อยู่ในระดับที่ค่อนข้างคงที่ บัฟเฟอร์ของเนื้อเยื่อหลักคือโปรตีนและฟอสเฟต การรักษาค่า pH จะดำเนินการด้วยความช่วยเหลือของปอดและไต คาร์บอนไดออกไซด์ส่วนเกินจะถูกกำจัดออกทางปอด ไตที่มีภาวะเลือดเป็นกรดจะหลั่งโซเดียมฟอสเฟตที่เป็นกรดมากขึ้นและด้วยอัลคาโลซิส - เกลือที่เป็นด่างมากขึ้น: โซเดียมฟอสเฟต dibasic และโซเดียมไบคาร์บอเนต
ตัวอย่างการแก้ปัญหา
สารละลาย:
เราคำนวณค่า pH ของสารละลายบัฟเฟอร์กรดโดยใช้สูตร จากนั้น
คำตอบ: 5,76
สารละลาย:
เราคำนวณความจุบัฟเฟอร์โดยใช้สูตร:
คำตอบ: 0.021 โมล/ลิตร
ตัวอย่างที่ 3
สารละลายบัฟเฟอร์ประกอบด้วยกรดอะซิติก 100 มล. 0.1 โมล/ลิตร และโซเดียมอะซิเตต 0.2 โมล/ลิตร 200 มล./ลิตร ค่า pH ของสารละลายนี้จะเปลี่ยนไปอย่างไรหากเติมสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ 0.2 โมล/ลิตร 30 มล./ลิตร ลงไป
สารละลาย:
เราคำนวณค่า pH ของสารละลายบัฟเฟอร์โดยใช้สูตร:
เมื่อเติม NaOH ลงในสารละลายบัฟเฟอร์ ปริมาณเกลือจะเพิ่มขึ้นและปริมาณกรดในสารละลายบัฟเฟอร์จะลดลง:
0,006 0,006 0,006
CH 3 COOH + NaOH \u003d CH 3 COONa + H 2 O
เราคำนวณ n (NaOH) \u003d 0.03 l 0.2 mol / l \u003d 0.006 mol ดังนั้นในสารละลายบัฟเฟอร์ปริมาณกรดจะลดลง 0.006 mol และปริมาณเกลือเพิ่มขึ้น 0.006 mol
เราคำนวณค่า pH ของสารละลายโดยใช้สูตร:
ดังนั้น: pH 2 - pH 1 = 5.82 - 5.3 = 0.52
คำตอบ:การเปลี่ยนแปลง pH ของบัฟเฟอร์ = 0.52
งานสำหรับโซลูชันอิสระ
4. ในการไทเทรตเลือด 2 มล. เพื่อเปลี่ยนค่า pH จากค่าเริ่มต้น (7.36) เป็นค่าสุดท้าย (7.0) จำเป็นต้องเติมสารละลาย 0.01 M HCl 1.6 มล. คำนวณความจุบัฟเฟอร์ของกรด
5. ต้องเติมโซเดียมอะซิเตตกี่โมลต่อกรดอะซิติก 300 มล. เพื่อลดความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออน 300 เท่า (K dis (CH 3 coon) = 1.85.10 -5)
6. ในการศึกษาทางชีวเคมีจะใช้บัฟเฟอร์ฟอสเฟตที่มีค่า pH = 7.4 สารละลายโซเดียมไฮโดรเจนฟอสเฟตและโซเดียมไดไฮโดรเจนฟอสเฟตควรผสมในอัตราส่วนเท่าใดที่ความเข้มข้น 0.1 โมล / ลิตรต่อลิตรเพื่อให้ได้สารละลายบัฟเฟอร์ดังกล่าว (pK (H 2 PO 4 -) \u003d 7.4)
7. การละเมิด CBS ใดที่สังเกตได้จากตัวบ่งชี้ต่อไปนี้: ค่า pH ของเลือด = 7.20, Pco 2 = 38 มม. ปรอท ศิลปะ, BO = 30 mmol / l, SBO = -4 mmol / l จะกำจัดการละเมิด KOS นี้ได้อย่างไร
งานทดสอบ
20. สารละลายบัฟเฟอร์ ระบบบัฟเฟอร์ธรรมชาติ การคำนวณระบบบัฟเฟอร์ pH ความจุบัฟเฟอร์
โซลูชั่นบัฟเฟอร์- สารละลาย ความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออน (pH) ซึ่งไม่เปลี่ยนแปลงจากการเติมกรดแก่หรือด่างในปริมาณที่จำกัด (ดูตัวบ่งชี้ค่า pH) บ. ประกอบด้วยส่วนผสมของสารละลายของกรดอ่อนกับเกลือของเบสแก่ หรือในทางกลับกัน เบสอ่อนกับเกลือของกรดแก่
ของเหลวธรรมชาติหลายชนิดมีคุณสมบัติเป็นบัฟเฟอร์ ตัวอย่างคือน้ำในมหาสมุทร ซึ่งคุณสมบัติในการบัฟเฟอร์ส่วนใหญ่เกิดจากคาร์บอนไดออกไซด์ที่ละลายน้ำและไอออนไฮโดรคาร์บอเนต HCO3– แหล่งที่มาของสิ่งหลังนอกเหนือจาก CO2 คือแคลเซียมคาร์บอเนตจำนวนมากในรูปของเปลือกหอยชอล์คและหินปูนที่สะสมอยู่ในมหาสมุทร สิ่งที่น่าสนใจคือกิจกรรมการสังเคราะห์แสงของแพลงก์ตอนซึ่งเป็นหนึ่งในผู้จัดหาออกซิเจนหลักสู่ชั้นบรรยากาศ นำไปสู่การเพิ่มค่า pH ของสิ่งแวดล้อม สิ่งนี้เกิดขึ้นตามหลักการของ Le Chatelier อันเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงของสมดุลระหว่างการดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ที่ละลายน้ำ เมื่อ CO2 ถูกกำจัดออกจากสารละลายระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง สมดุลจะเลื่อนไปทางขวาและสภาพแวดล้อมจะเป็นด่างมากขึ้น ในเซลล์ของร่างกาย การให้น้ำด้วย CO2 จะถูกเร่งปฏิกิริยาโดยเอนไซม์คาร์บอนิกแอนไฮเดรส
ของเหลวในเซลล์ เลือดก็เป็นตัวอย่างของสารละลายบัฟเฟอร์ตามธรรมชาติเช่นกัน ดังนั้นเลือดจึงมีคาร์บอนไดออกไซด์ประมาณ 0.025 โมล / ลิตรและเนื้อหาในผู้ชายจะสูงกว่าผู้หญิงประมาณ 5% ไอออนไบคาร์บอเนตในเลือดมีความเข้มข้นใกล้เคียงกัน (มีมากกว่าในผู้ชายด้วย)
การคำนวณระบบบัฟเฟอร์ pH
สำหรับระบบบัฟเฟอร์กรด: pH = pK (กรด) + แอลจี
สำหรับระบบบัฟเฟอร์พื้นฐาน:
pH \u003d 14 - pK (บริเวณ) –แอลจี
โดยที่ pK (กรด), pK (เบส) คือลอการิทึมทศนิยมที่เป็นลบของค่าคงที่การแยกตัวด้วยไฟฟ้าของกรดอ่อน รากฐานที่อ่อนแอ จากสมการเหล่านี้จะเห็นได้ว่า ค่า pH ของระบบบัฟเฟอร์ที่เป็นกรด (พื้นฐาน) ขึ้นอยู่กับธรรมชาติของอิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอ (pK (กรด) , พี.เค (บริเวณ) ) และอัตราส่วนของความเข้มข้นของเกลือและกรด (เบส)
ถังบัฟเฟอร์สารละลาย - ความสามารถของสารละลายในการรักษาความเข้มข้นคงที่ของไอออนบางตัว (โดยปกติจะใช้กับไอออน H +)
21. กรดและเบสของลูอิส
คำจำกัดความของลูอิส. Lewis เสนอคำนิยามทั่วไปเพิ่มเติม: กรดคือสารที่รับคู่อิเล็กตรอน เบสคือสารที่ให้คู่อิเล็กตรอน.
ปฏิสัมพันธ์ระหว่างกรดและเบสตามคำจำกัดความนี้ประกอบด้วยการเกิดขึ้นของพันธะโควาเลนต์ผ่านกลไกตัวรับและตัวรับ:
ตามคำจำกัดความของ Lewis ลิแกนด์ทั่วไปทั้งหมด (NH 3 , CN - , F - , Cl - และอื่น ๆ ) สามารถพิจารณาได้ว่าเป็นเบส และไอออนของโลหะทั้งหมดเป็นกรด ระดับความสัมพันธ์ระหว่างไอออนของโลหะกับลิแกนด์เรียกว่าความเป็นกรดของลูอิส และแนวโน้มของลิแกนด์ในการสร้างพันธะกับไอออนของโลหะเรียกว่าความเป็นพื้นฐานของลิวอิส. ความแรงของกรดและเบสของ Lewis อาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับลักษณะของพันธมิตร
22. ความสมดุลต่างกัน ผลิตภัณฑ์ความสามารถในการละลาย
สมดุลในระบบต่างกัน
ในระบบภายใต้เงื่อนไข การเปลี่ยนแปลงของสารจากเฟสหนึ่งไปยังอีกเฟสหนึ่งเป็นไปได้ สัญญาณว่าระบบอยู่ในสภาวะสมดุลเช่นกัน กล่าวคือ ไม่มีการเปลี่ยนแปลงของส่วนประกอบใดๆ จากเฟสหนึ่งไปยังอีกเฟสหนึ่ง คือความเท่าเทียมกันของศักยภาพทางเคมีจำเพาะของส่วนประกอบนี้ในเฟสต่างๆ ที่อยู่ระหว่างการพิจารณา
กฎที่สำคัญที่สุดข้อหนึ่งของสภาวะสมดุลต่างกันคือกฎของเฟส มันทำงานด้วยแนวคิดพื้นฐานของส่วนประกอบ เฟส และจำนวนระดับความอิสระ แนวคิดสองข้อแรกได้กำหนดไว้ข้างต้น
โดยองศาอิสระทางอุณหพลศาสตร์หมายถึงพารามิเตอร์อิสระของระบบที่อยู่ในสมดุลทางอุณหพลศาสตร์ซึ่งสามารถรับค่าโดยพลการในช่วงเวลาหนึ่งและจำนวนเฟสไม่เปลี่ยนแปลง
จำนวนองศาอิสระ (ความแปรปรวนของระบบ) เป็นตัวเลขที่ระบุว่าพารามิเตอร์กี่ตัวที่แสดงสถานะของระบบสมดุลสามารถให้ค่าโดยพลการโดยไม่ต้องเปลี่ยนจำนวนเฟสในระบบ
กฎของเฟส: ในระบบสมดุลแบบแยกเดี่ยว จำนวนเฟสบวกจำนวนองศาอิสระจะเท่ากับจำนวนของส่วนประกอบบวก 2
ผลิตภัณฑ์ความสามารถในการละลาย (ฯลฯ, K sp) เป็นผลคูณของความเข้มข้นของไอออนที่ละลายได้น้อย อิเล็กโทรไลต์ในเขา สารละลายอิ่มตัวที่อุณหภูมิและความดันคงที่ ผลิตภัณฑ์ความสามารถในการละลายมีค่าคงที่
สารละลายบัฟเฟอร์ใช้เพื่อรักษาค่า pH ให้คงที่ ประกอบด้วยส่วนผสมของกรดอ่อน HA และคอนจูเกตเบส A - สมดุลอยู่ร่วมกันในสารละลายบัฟเฟอร์:
เปิด + H 2 O ↔ H 3 O + + A -
ก - + H 2 O ↔ HA + OH -
ยับยั้งซึ่งกันและกันที่ C(HA) และ C(A -) สูงเพียงพอ ดังนั้นเราจึงสันนิษฐานได้ว่า [HA] \u003d C (HA) และ [A - ] \u003d C (A -) การใช้นิพจน์สำหรับ K เปิดและละเลยการมีส่วนร่วมของ [H 3 O + ] เนื่องจากการแตกตัวของน้ำ เราได้รับ
สามารถรับนิพจน์เดียวกันได้โดยใช้ค่าคงที่สมดุลที่สอง
ตัวอย่าง 16.คำนวณค่า pH ของสารละลายบัฟเฟอร์ซึ่งประกอบด้วยกรดอะซิติก 0.10 โมลาร์และโซเดียมอะซีเตต 0.10 โมลาร์
สารละลาย.ที่นี่ เป็นไปตามเงื่อนไขทั้งหมดที่อนุญาตให้ใช้สูตร (2-14) (กรดอะซิติกเป็นกรดอ่อน ความเข้มข้นของกรดและเบสคอนจูเกตค่อนข้างสูง) นั่นเป็นเหตุผล
ตัวอย่าง 17.คำนวณค่า pH ของสารละลายบัฟเฟอร์ซึ่งประกอบด้วยแอมโมเนีย 0.10 โมลาร์และแอมโมเนียมคลอไรด์ 0.20 โมลาร์
สารละลาย.ตามสูตร (2-14) ที่เราพบ
คุณลักษณะที่สำคัญของสารละลายบัฟเฟอร์คือความจุของบัฟเฟอร์ การเติมเบสแก่ (กรด) ลงในสารละลายบัฟเฟอร์ ค่า pH สามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยมีการเปลี่ยนแปลงในความเข้มข้นของกรด HA และคอนจูเกตเบส A - ดังนั้นความจุของบัฟเฟอร์จึงมักจะแสดงเป็น
หากมีการเติมเบสแก่ลงในสารละลายบัฟเฟอร์ และ
ถ้าเติมกรดแก่ลงในสารละลายบัฟเฟอร์ ให้เราเขียนสมการสมดุลของวัสดุสำหรับของผสมของกรดโมโนเบสิก HA และคอนจูเกตเบส A - :
ให้เราแสดง [ON] ในแง่ของ K เปิดแล้วแทนลงในสมการดุลวัสดุ มาหา [A -]:
(2-17)
สมการความแตกต่าง (2-17) ที่เกี่ยวกับ dpH โดยคำนึงถึง dc main = ที่เราได้รับ
(2-18)
เป็นเรื่องง่ายที่จะเห็นว่าที่ pH = pK a HA นั่นคือ – C(HA) = C(A -) ถึงความจุบัฟเฟอร์สูงสุดแล้ว ก็แสดงว่า
(2-19)
สูตร (2-18) และ (2-19) ตามหลังสูตรหนึ่ง ถ้าเราจำได้ว่า [ON] = ก(HA)C(HA) และ [A - ] = ก(ก-) ค (ก-) ตลอดจนสำนวนสำหรับ ก(เปิด) และ ก(อ-).
สำหรับสารละลายบัฟเฟอร์ที่เจือจางสูง ควรคำนึงถึงการมีส่วนร่วมของการแยกตัวของน้ำ ในกรณีนี้ สมการ (2-19) จะซับซ้อนมากขึ้น:
ในที่นี้ คำสองคำแรกอธิบายถึงการกระทำที่เป็นบัฟเฟอร์ของน้ำ คำที่สามอธิบายถึงการกระทำที่เป็นบัฟเฟอร์ของกรดและคอนจูเกตเบส
ตัวอย่าง 18.คำนวณว่าค่า pH จะเปลี่ยนแปลงอย่างไรหากเติมกรดไฮโดรคลอริก 1.0·10 -3 โมลลงในสารละลายบัฟเฟอร์ 1.0 ลิตรซึ่งประกอบด้วยกรดอะซิติก 0.010 โมลและโซเดียมอะซีเตต 0.010 โมล
สารละลาย. เราคำนวณค่า pH ของสารละลายบัฟเฟอร์ก่อนเติมกรดไฮโดรคลอริก:
ความเข้มข้นทั้งหมดของสารละลายบัฟเฟอร์คือ
สำหรับสารละลายบัฟเฟอร์ที่มีความเข้มข้นเพียงพอ ควรคำนวณความจุของบัฟเฟอร์โดยใช้สูตร (2-18):
การคำนวณแต่สูตร (2-19) ให้ผลลัพธ์เหมือนกันคือ
คำนวณการเปลี่ยนแปลงค่า pH
ดังนั้น หลังจากเติมกรดไฮโดรคลอริกแล้ว pH ของสารละลายบัฟเฟอร์จะเป็น
ค่า pH = 4.75 - 0.087 = 4.66
ปัญหานี้สามารถแก้ไขได้โดยไม่ต้องอาศัยการคำนวณความจุของบัฟเฟอร์ แต่โดยการหาจำนวนส่วนประกอบของส่วนผสมของบัฟเฟอร์ก่อนและหลังการเติม HC1 ในโซลูชันเดิม
ตัวอย่าง 19. รับนิพจน์สำหรับความจุบัฟเฟอร์สูงสุดของสารละลายที่มีความเข้มข้นรวมของส่วนประกอบ c
สารละลาย.ให้เราค้นหาเงื่อนไขที่ความจุบัฟเฟอร์สูงสุด ในการทำเช่นนี้ เราแยกความแตกต่างของนิพจน์ (2-18) ด้วยค่า pH และเทียบอนุพันธ์เป็นศูนย์
ดังนั้น [H + ] = K a HA และดังนั้น C (HA) = C (A -)
โดยใช้สูตร (2-19) และ (2-21) เราได้รับสิ่งนั้น
การคำนวณค่า pH ของส่วนผสมของกรดหรือเบสให้สารละลายมีกรด HA 1 และ HA 2 สองชนิด หากกรดหนึ่งมีความเข้มข้นมากกว่ากรดอื่น ๆ เกือบทุกครั้งที่มีกรดที่อ่อนกว่าจะถูกละเลยเนื่องจากการแยกตัวของมันถูกระงับ มิฉะนั้นจะต้องคำนึงถึงการแยกตัวของกรดทั้งสอง
ถ้า HA 1 และ HA 2 ไม่ใช่กรดอ่อนเกินไป หากละเลยการสลายตัวอัตโนมัติของน้ำ สมการความเป็นกลางทางอิเล็กโทรสามารถเขียนได้ดังนี้:
[H 3 O +] \u003d [A 1 -] +
มาหาความเข้มข้นสมดุลของ A 1 - และ A 2 1 จากนิพจน์สำหรับค่าคงที่การแยกตัวของ HA 1 และ HA 2:
ให้เราแทนนิพจน์ที่ได้รับลงในสมการความเป็นกลางทางอิเลคโทรนิค
หลังจากการเปลี่ยนแปลงที่เราได้รับ
หากระดับการแยกตัวของกรดไม่เกิน 5% ดังนั้น
สำหรับส่วนผสมของ พีกรด
ในทำนองเดียวกันสำหรับส่วนผสมของเบสโมโนเบสิก
(2-21)
ที่ไหน เค เอ 1และ K 2 -ค่าคงที่การแยกตัวของกรดคอนจูเกต ในทางปฏิบัติ บ่อยครั้งอาจมีสถานการณ์ที่กรด (เบส) หนึ่ง (หนึ่ง) ที่มีอยู่ในส่วนผสมยับยั้งการแยกตัวของสารอื่น ๆ ดังนั้นในการคำนวณค่า pH เราสามารถคำนึงถึงการแยกตัวของสิ่งนี้เท่านั้น กรด (เบสนี้) และละเลยการแตกตัวของส่วนที่เหลือ แต่อาจมีสถานการณ์อื่นๆ
ตัวอย่าง 20.คำนวณค่า pH ของส่วนผสมที่มีความเข้มข้นรวมของกรดเบนโซอิกและอะมิโนเบนโซอิกเท่ากับ 0.200 และ 0.020 M ตามลำดับ
สารละลาย.แม้ว่าค่าคงที่การแตกตัวของเบนโซอิก (เค เอ= 1.62 10 -6 , แสดงว่า K 1)และอะมิโนเบนโซอิก (K ก = 1.10 10 -5 , แสดงว่า K2)กรดมีความแตกต่างกันเกือบสองลำดับความสำคัญ เนื่องจากความเข้มข้นของกรดแตกต่างกันค่อนข้างมาก จึงจำเป็นต้องคำนึงถึงการแตกตัวของกรดทั้งสอง ดังนั้นตามสูตร (2-20) ที่เราพบ
ที่ไหน C (กรด)และ C (เกลือ)คือความเข้มข้นโมลาร์ของกรดและเกลือ
หากความเท่าเทียมกัน (3) ถูกนำมาเป็นลอการิทึม (ใช้ลอการิทึมทศนิยมที่เป็นลบของส่วนซ้ายและขวาของสมการ) เราจะได้:
โดยที่ดัชนี "0" หมายถึงคุณลักษณะของสารละลายเริ่มต้นของกรดและเกลือ ซึ่งการผสมจะได้ส่วนผสมของบัฟเฟอร์ที่ต้องการ
สำหรับระบบบัฟเฟอร์ Type II B/BH + ตัวอย่างเช่น ดัชนีแอมโมเนียม ไฮดรอกไซด์ และไฮโดรเจน คำนวณโดยใช้สมการ:
ค่าคงที่การแยกตัวของฐานอยู่ที่ไหน
โดยทั่วไป สมการสำหรับการคำนวณค่า pH ของระบบบัฟเฟอร์มีดังนี้:
, | (7) |
และเรียกว่าสมการ เฮนเดอร์สัน-ฮัสเซลบัค.
จากสมการ Henderson-Hasselbach จะได้ว่า
1. ค่า pH ของสารละลายบัฟเฟอร์ขึ้นอยู่กับค่าคงที่การแตกตัวของกรดหรือเบสและอัตราส่วนของปริมาณส่วนประกอบ แต่ในทางปฏิบัติไม่ได้ขึ้นอยู่กับการเจือจางหรือความเข้มข้นของสารละลาย แท้จริงแล้ว ในกระบวนการเหล่านี้ ความเข้มข้นของส่วนประกอบของสารละลายบัฟเฟอร์จะเปลี่ยนแปลงตามสัดส่วน ดังนั้นอัตราส่วนซึ่งกำหนดค่า pH ของสารละลายบัฟเฟอร์จะไม่เปลี่ยนแปลง
หากความเข้มข้นของส่วนประกอบของสารละลายบัฟเฟอร์เกิน 0.1 โมล/ลิตร ดังนั้นในการคำนวณจำเป็นต้องคำนึงถึงค่าสัมประสิทธิ์กิจกรรมของไอออนของระบบ
2. ตัวบ่งชี้ค่าคงที่การแยกตัวของอิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอจะกำหนดพื้นที่ของบัฟเฟอร์แอคชั่นของสารละลายเช่น ช่วงของค่า pH ที่รักษาคุณสมบัติบัฟเฟอร์ของระบบไว้ เนื่องจากการทำงานของบัฟเฟอร์ยังคงดำเนินต่อไปจนกระทั่งใช้ส่วนประกอบ 90% จนหมด (เช่น ความเข้มข้นไม่ได้ลดลงตามลำดับความสำคัญ) ดังนั้นพื้นที่ (โซน) ของการทำงานของบัฟเฟอร์จึงแตกต่างจาก 1 หน่วย:
แอมโฟไลต์สามารถมีบัฟเฟอร์ได้หลายโซน ซึ่งแต่ละโซนจะสอดคล้องกับค่าคงที่ที่สอดคล้องกัน:
.
ดังนั้น อัตราส่วนสูงสุดที่อนุญาตของส่วนประกอบของสารละลายซึ่งแสดงผลบัฟเฟอร์คือ 10:1
ตัวอย่างที่ 1เป็นไปได้ไหมที่จะเตรียมอะซิเตตบัฟเฟอร์ที่มีค่า pH 6.5 ถ้ากรดอะซิติกเท่ากับ 4.74
สารละลาย.
เนื่องจากเขตกันชนถูกกำหนดเป็น สำหรับ acetate buffer จะอยู่ในช่วงค่า pH ตั้งแต่ 3.74 ถึง 5.74 ค่า pH = 6.5 อยู่นอกขอบเขตของอะซิเตตบัฟเฟอร์ ดังนั้นจึงไม่สามารถเตรียมบัฟเฟอร์ดังกล่าวบนพื้นฐานของระบบอะซิเตตบัฟเฟอร์
ตัวอย่างที่ 2คำนวณค่า pH ของสารละลายบัฟเฟอร์ 100 มล. ซึ่งมีกรดอะซิติก 1.2 กรัมและโพแทสเซียมอะซิเตต 5.88 กรัม ถ้าสำหรับกรดอะซิติก = 4.74
สารละลาย.
ความเข้มข้นของโมลของกรดและเกลือในสารละลายบัฟเฟอร์เท่ากับ:
แทนค่าเหล่านี้ลงในสมการ (7) เราได้รับ:
สารละลาย.
เนื่องจากความเข้มข้นโมลาร์ของกรดและเกลือเท่ากัน เมื่อคำนวณค่า pH โดยใช้สูตร (5) จึงสามารถใช้อัตราส่วนปริมาตรของส่วนประกอบได้เท่านั้น:
ตัวอย่างที่ 4คำนวณค่า pH ของสารละลายบัฟเฟอร์ที่ได้จากการเทสารละลายน้ำแอมโมเนีย 20 มล. พร้อม C (NH 3 H 2 O) \u003d 0.02 mol / l และสารละลายแอมโมเนียมคลอไรด์ 10 มล. พร้อม C (NH 4 Cl) \u003d 0.01 mol / ลิตร (NH 3 H 2 O) \u003d 1.8 10 -5. จงหาค่า pH ของบัฟเฟอร์ที่เจือจาง 5 เท่า
สารละลาย.
ในกรณีของระบบบัฟเฟอร์ประเภท II ค่า pH ของสารละลายจะคำนวณโดยใช้สมการ (6 ¢):
แทนค่าที่เหมาะสม เราได้รับ:
เมื่อเจือจาง pH ของสารละลายบัฟเฟอร์จะไม่เปลี่ยนแปลง ดังนั้น pH ของสารละลายบัฟเฟอร์ที่เจือจาง 5 ครั้งจะเท่ากับ 9.86
ตัวอย่างที่ 5สารละลายบัฟเฟอร์ได้จากการเทสารละลาย CH 3 COOH 100 มล. โดยมี C(CH 3 COOH) = 0.02 โมล/ลิตร และสารละลาย CH 3 COONa 50 มล. โดยมี C(CH 3 COONa) = 0.01 โมล/ลิตร (CH 3 COOH) = 1.8×10 -5 . คำนวณ:
ก) ค่า pH ของบัฟเฟอร์ที่เป็นผลลัพธ์
b) การเปลี่ยนแปลงค่า pH ของบัฟเฟอร์เมื่อเติมสารละลาย HCl 5 มล. โดยมี C(HCl) = 0.01 โมล/ลิตร
c) ความจุบัฟเฟอร์อัลคาไลน์ของสารละลาย
สารละลาย.
ในการคำนวณค่า pH ของบัฟเฟอร์ที่เป็นผลลัพธ์ เราใช้สูตร (5):
เมื่อเติมกรด ปฏิกิริยาจะดำเนินต่อไป:
CH 3 COONa + HCl CH 3 COOH + NaCl,
อันเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงปริมาณของส่วนประกอบของระบบบัฟเฟอร์
โดยคำนึงถึงความสัมพันธ์ n(x) = C(x)×V(x) สมการ (7) สามารถแสดงเป็น:
.
เนื่องจากปริมาณของสารที่เกิดปฏิกิริยาและเกิดขึ้นเท่ากัน การเปลี่ยนแปลงของปริมาณกรดและเกลือในสารละลายบัฟเฟอร์จะมีค่าเท่ากัน x:
.
ในส่วนผสมของบัฟเฟอร์เริ่มต้น จำนวนของส่วนประกอบคือ:
มาหาค่ากัน x:
ดังนั้นความแตกต่างของค่า pH จะเป็น เช่น การเปลี่ยนแปลงค่า pH นั้นเล็กน้อย
ความจุบัฟเฟอร์
เป็นไปได้ที่จะเติมกรดหรือด่างโดยไม่เปลี่ยนค่า pH ของสารละลายบัฟเฟอร์อย่างมีนัยสำคัญ ในปริมาณที่ค่อนข้างน้อยเท่านั้น เนื่องจากความสามารถของสารละลายบัฟเฟอร์ในการรักษาค่า pH ให้คงที่มีจำกัด
ค่าที่ระบุถึงความสามารถของสารละลายบัฟเฟอร์ในการต่อต้านการเปลี่ยนแปลงในปฏิกิริยาของตัวกลางเมื่อเติมกรดและด่างเรียกว่า ความจุบัฟเฟอร์ (B)มีความจุบัฟเฟอร์สำหรับกรด () และด่าง ()
ความจุของบัฟเฟอร์ (B) วัดได้จากปริมาณของกรดหรือด่าง (เทียบเท่าโมลหรือมิลลิโมล) ที่เมื่อเติมสารละลายบัฟเฟอร์ 1 ลิตร จะเปลี่ยนค่า pH หนึ่ง
ในทางปฏิบัติ ความจุของบัฟเฟอร์ถูกกำหนดโดยการไทเทรต ในการทำเช่นนี้ ปริมาตรของสารละลายบัฟเฟอร์จำนวนหนึ่งจะถูกไทเทรตด้วยกรดแก่หรืออัลคาไลที่มีความเข้มข้นที่ทราบจนกว่าจะถึงจุดสมมูล การไทเทรตดำเนินการโดยมีอินดิเคเตอร์ที่เป็นกรด-เบส พร้อมตัวเลือกที่ถูกต้องซึ่งสถานะจะคงที่เมื่อส่วนประกอบของระบบบัฟเฟอร์ทำปฏิกิริยาอย่างสมบูรณ์ จากผลลัพธ์ที่ได้รับ ค่าของความจุบัฟเฟอร์ ( หรือ ) จะถูกคำนวณ:
(8) | |
(9) |
ที่ไหน กับ( ถึงคุณ), กับ( ช่อง) -ความเข้มข้นของโมลของกรดและด่างที่เท่ากัน (โมล/ลิตร);
V (ถึงคุณ), V (กรีด) -ปริมาตรของสารละลายกรดหรือด่างที่เติม (l; ml);
V(บัฟเฟอร์) -ปริมาตรของสารละลายบัฟเฟอร์ (l; ml);
ค่า pH 0และ ค่า pH -ค่า pH ของสารละลายบัฟเฟอร์ก่อนและหลังการไตเตรทด้วยกรดหรือด่าง (ค่า pH เปลี่ยนแปลงเป็นค่าสัมบูรณ์)
ความจุของบัฟเฟอร์แสดงเป็น [mol/l] หรือเป็น [mmol/l]
ความจุของบัฟเฟอร์ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ:
1. ยิ่งเนื้อหาสัมบูรณ์ของส่วนประกอบของคู่กรดเบส/คอนจูเกตมากเท่าใด ความจุของสารละลายบัฟเฟอร์ก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น
ความจุของบัฟเฟอร์ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของปริมาณของส่วนประกอบของสารละลายบัฟเฟอร์ และด้วยเหตุนี้จึงขึ้นอยู่กับค่า pH ของบัฟเฟอร์ ความจุของบัฟเฟอร์จะสูงสุดที่ส่วนประกอบของระบบบัฟเฟอร์ในปริมาณที่เท่ากัน และจะลดลงเมื่อค่าเบี่ยงเบนจากอัตราส่วนนี้
3. ด้วยเนื้อหาของส่วนประกอบที่แตกต่างกัน ความจุของบัฟเฟอร์ของสารละลายสำหรับกรดและด่างจึงแตกต่างกัน ดังนั้นในสารละลายบัฟเฟอร์ประเภท I ยิ่งมีปริมาณกรดมาก ความจุของบัฟเฟอร์สำหรับอัลคาไลก็จะยิ่งมากขึ้น และยิ่งมีปริมาณเกลือมาก ความจุของบัฟเฟอร์สำหรับกรดก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ในสารละลายบัฟเฟอร์ประเภท II ยิ่งมีปริมาณเกลือมาก ความจุของบัฟเฟอร์อัลคาไลก็จะยิ่งมากขึ้น และยิ่งมีเบสมากเท่าใด ความจุของบัฟเฟอร์กรดก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น
ตัวอย่างที่ 2ในการเตรียมส่วนผสมของอะซิเตตบัฟเฟอร์ สารละลายกรดและเกลือที่มีความเข้มข้นโมลาร์เท่ากันถูกผสมในอัตราส่วนปริมาตรต่อไปนี้:
องค์ประกอบของระบบบัฟเฟอร์ | อัตราส่วนปริมาตรของส่วนประกอบระบบบัฟเฟอร์ | ||
วิธีแก้ปัญหา I | โซลูชัน II | โซลูชัน III | |
CH3COOH | |||
CH 3 COONa |
โดยไม่ต้องอาศัยการคำนวณ ให้พิจารณาว่าโซลูชันบัฟเฟอร์ใดในสามรายการต่อไปนี้จะถูกสังเกต:
ก) ค่า pH สูงสุด
b) ความจุบัฟเฟอร์สูงสุด;
c) ความจุบัฟเฟอร์ที่ใหญ่ที่สุดสำหรับกรด
สารละลาย.
ในกรณีที่ส่วนประกอบมีความเข้มข้นเท่ากัน สมการ (5) จะอยู่ในรูปแบบ:
.
เนื่องจากสารละลายทั้งสามเหมือนกัน ค่า pH ของบัฟเฟอร์จะถูกกำหนดโดยอัตราส่วน ดังนั้น สารละลาย I () จะมีค่า pH สูงสุด:
โซลูชัน II โดดเด่นด้วยความจุบัฟเฟอร์สูงสุด เนื่องจากอัตราส่วนของจำนวนส่วนประกอบในนั้นคือ 1:1
ความจุของบัฟเฟอร์กรดสำหรับอะซิเตตบัฟเฟอร์ถูกกำหนดโดยเนื้อหาคอนจูเกตเบส นั่นคือ เกลือ: ยิ่งมีปริมาณมากเท่าใด ความจุของสารละลายบัฟเฟอร์ของกรดก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น นั่นเป็นเหตุผล:
ดังนั้นสารละลาย I จะมีความจุของกรดสูงสุด
สำหรับระบบบัฟเฟอร์ประเภท I HA/A ความเข้มข้นของ H + ไอออนในสารละลายสามารถคำนวณได้ง่ายตามค่าคงที่การแยกตัวของกรดอ่อน (เพื่อความเรียบง่ายในการนำเสนอ แทนกิจกรรมของไอออนในนิพจน์สำหรับ เราจะใช้ความเข้มข้นของมัน):
HA ⇄ A - + H +;
ที่ไหน C (กรด)และ C (เกลือ)คือความเข้มข้นโมลาร์ของกรดและเกลือ
หากความเท่าเทียมกัน (3) ถูกนำมาเป็นลอการิทึม (ใช้ลอการิทึมทศนิยมที่เป็นลบของส่วนซ้ายและขวาของสมการ) เราจะได้:
โดยที่ดัชนี "0" หมายถึงคุณลักษณะของสารละลายเริ่มต้นของกรดและเกลือ ซึ่งการผสมจะได้ส่วนผสมของบัฟเฟอร์ที่ต้องการ
สำหรับระบบบัฟเฟอร์ Type II B/BH + ตัวอย่างเช่น ดัชนีแอมโมเนียม ไฮดรอกไซด์ และไฮโดรเจน คำนวณโดยใช้สมการ:
ค่าคงที่การแยกตัวของฐานอยู่ที่ไหน
โดยทั่วไป สมการสำหรับการคำนวณค่า pH ของระบบบัฟเฟอร์มีดังนี้:
, | (7) |
และเรียกว่าสมการ เฮนเดอร์สัน-ฮัสเซลบัค.
จากสมการ Henderson-Hasselbach จะได้ว่า
1. ค่า pH ของสารละลายบัฟเฟอร์ขึ้นอยู่กับค่าคงที่การแตกตัวของกรดหรือเบสและอัตราส่วนของปริมาณส่วนประกอบ แต่ในทางปฏิบัติไม่ได้ขึ้นอยู่กับการเจือจางหรือความเข้มข้นของสารละลาย แท้จริงแล้ว ในกระบวนการเหล่านี้ ความเข้มข้นของส่วนประกอบของสารละลายบัฟเฟอร์จะเปลี่ยนแปลงตามสัดส่วน ดังนั้นอัตราส่วนซึ่งกำหนดค่า pH ของสารละลายบัฟเฟอร์จะไม่เปลี่ยนแปลง
หากความเข้มข้นของส่วนประกอบของสารละลายบัฟเฟอร์เกิน 0.1 โมล/ลิตร ดังนั้นในการคำนวณจำเป็นต้องคำนึงถึงค่าสัมประสิทธิ์กิจกรรมของไอออนของระบบ
2. ตัวบ่งชี้ค่าคงที่การแยกตัวของอิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอจะกำหนดพื้นที่ของบัฟเฟอร์แอคชั่นของสารละลายเช่น ช่วงของค่า pH ที่รักษาคุณสมบัติบัฟเฟอร์ของระบบไว้ เนื่องจากการทำงานของบัฟเฟอร์ยังคงดำเนินต่อไปจนกระทั่งใช้ส่วนประกอบ 90% จนหมด (เช่น ความเข้มข้นไม่ได้ลดลงตามลำดับความสำคัญ) ดังนั้นพื้นที่ (โซน) ของการทำงานของบัฟเฟอร์จึงแตกต่างจาก 1 หน่วย:
แอมโฟไลต์สามารถมีบัฟเฟอร์ได้หลายโซน ซึ่งแต่ละโซนจะสอดคล้องกับค่าคงที่ที่สอดคล้องกัน:
.
ดังนั้น อัตราส่วนสูงสุดที่อนุญาตของส่วนประกอบของสารละลายซึ่งแสดงผลบัฟเฟอร์คือ 10:1
ตัวอย่างที่ 1เป็นไปได้ไหมที่จะเตรียมอะซิเตตบัฟเฟอร์ที่มีค่า pH 6.5 ถ้ากรดอะซิติกเท่ากับ 4.74
เนื่องจากเขตกันชนถูกกำหนดเป็น สำหรับ acetate buffer จะอยู่ในช่วงค่า pH ตั้งแต่ 3.74 ถึง 5.74 ค่า pH = 6.5 อยู่นอกขอบเขตของอะซิเตตบัฟเฟอร์ ดังนั้นจึงไม่สามารถเตรียมบัฟเฟอร์ดังกล่าวบนพื้นฐานของระบบอะซิเตตบัฟเฟอร์
ความจุบัฟเฟอร์
เป็นไปได้ที่จะเติมกรดหรือด่างโดยไม่เปลี่ยนค่า pH ของสารละลายบัฟเฟอร์อย่างมีนัยสำคัญ ในปริมาณที่ค่อนข้างน้อยเท่านั้น เนื่องจากความสามารถของสารละลายบัฟเฟอร์ในการรักษาค่า pH ให้คงที่มีจำกัด
ค่าที่ระบุถึงความสามารถของสารละลายบัฟเฟอร์ในการต่อต้านการเปลี่ยนแปลงในปฏิกิริยาของตัวกลางเมื่อเติมกรดและด่างเรียกว่า ความจุบัฟเฟอร์ (B)มีความจุบัฟเฟอร์สำหรับกรด () และด่าง ()
ความจุของบัฟเฟอร์ (B) วัดได้จากปริมาณของกรดหรือด่าง (เทียบเท่าโมลหรือมิลลิโมล) ที่เมื่อเติมสารละลายบัฟเฟอร์ 1 ลิตร จะเปลี่ยนค่า pH หนึ่ง
ในทางปฏิบัติ ความจุของบัฟเฟอร์ถูกกำหนดโดยการไทเทรต ในการทำเช่นนี้ ปริมาตรของสารละลายบัฟเฟอร์จำนวนหนึ่งจะถูกไทเทรตด้วยกรดแก่หรืออัลคาไลที่มีความเข้มข้นที่ทราบจนกว่าจะถึงจุดสมมูล การไทเทรตดำเนินการโดยมีอินดิเคเตอร์ที่เป็นกรด-เบส พร้อมตัวเลือกที่ถูกต้องซึ่งสถานะจะคงที่เมื่อส่วนประกอบของระบบบัฟเฟอร์ทำปฏิกิริยาอย่างสมบูรณ์ จากผลลัพธ์ที่ได้รับ ค่าของความจุบัฟเฟอร์ ( หรือ ) จะถูกคำนวณ:
(8) | |
(9) |
ที่ไหน กับ( ถึงคุณ), กับ( ช่อง) -ความเข้มข้นของโมลของกรดและด่างที่เท่ากัน (โมล/ลิตร);
V (ถึงคุณ), V (กรีด) -ปริมาตรของสารละลายกรดหรือด่างที่เติม (l; ml);
V(บัฟเฟอร์) -ปริมาตรของสารละลายบัฟเฟอร์ (l; ml);
ค่า pH 0และ ค่า pH -ค่า pH ของสารละลายบัฟเฟอร์ก่อนและหลังการไตเตรทด้วยกรดหรือด่าง (ค่า pH เปลี่ยนแปลงเป็นค่าสัมบูรณ์)
ความจุของบัฟเฟอร์แสดงเป็น [mol/l] หรือเป็น [mmol/l]
ความจุของบัฟเฟอร์ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ:
1. ยิ่งเนื้อหาสัมบูรณ์ของส่วนประกอบของคู่กรดเบส/คอนจูเกตมากเท่าใด ความจุของสารละลายบัฟเฟอร์ก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น
ความจุของบัฟเฟอร์ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของปริมาณส่วนประกอบของสารละลายบัฟเฟอร์ และด้วยเหตุนี้จึงขึ้นอยู่กับค่า pH ของบัฟเฟอร์ ความจุของบัฟเฟอร์จะสูงสุดเมื่อส่วนประกอบของระบบบัฟเฟอร์มีจำนวนเท่ากัน และลดลงเมื่อค่าเบี่ยงเบนจากอัตราส่วนนี้
3. ด้วยเนื้อหาของส่วนประกอบที่แตกต่างกัน ความจุของบัฟเฟอร์ของสารละลายสำหรับกรดและด่างจึงแตกต่างกัน ดังนั้นในสารละลายบัฟเฟอร์ประเภท I ยิ่งมีปริมาณกรดมาก ความจุของบัฟเฟอร์สำหรับอัลคาไลก็จะยิ่งมากขึ้น และยิ่งมีปริมาณเกลือมาก ความจุของบัฟเฟอร์สำหรับกรดก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ในสารละลายบัฟเฟอร์ประเภท II ยิ่งมีปริมาณเกลือมาก ความจุของบัฟเฟอร์อัลคาไลก็จะยิ่งมากขึ้น และยิ่งมีเบสมากเท่าใด ความจุของบัฟเฟอร์กรดก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น