Pufr

Pufr (z německého Puffer, „nárazník“; též ústojný roztok (ústoj), nárazník či tlumivý roztok (tlumič)) je konjugovaný pár kyseliny a nebo zásady a jejich soli, který je schopný udržovat v jistém rozmezí stabilní pH po přidání kyseliny či zásady do systému. Pufry jsou obvykle směsi slabých kyselin a jejich solí, nebo směsi slabých bází a jejich solí. Pufrační kapacita je maximální, pokud je koncentrace obou konjugovaných složek pufru stejná, tj. při pH rovném pKa pufru.

Příklad

krev, udržuje stálé pH cca 7,4
kyselina octová octan sodný
vodný roztok amoniaku chlorid amonný

Výpočet pH roztoku

pH roztoku pufru lze spočítat podle Hendersonovy-Hasselbalchovy rovnice:

{\rm {pH}}={\rm {pK_{a}}} \log {\frac {[{\rm {A}}^{-}]}{[{\rm {HA}}]}}

kde A⁻ je sůl kyseliny a HA kyselina.

Výpočet pH z celkových koncentrací látek v roztoku

Pokud elektroneutrální roztok obsahuje více pufrů, tak lze pH spočíst z rovnice elektroneutrality:

\sum _{i}{(z_{i}(pH,T)ct_{i})}=0

kde index i prochází přes všechny látky roztoku, z_i je průměrná valence (náboj na molekule) látky i při daném pH a teplotě T, ct_i je její totální koncentrace (všechny její ionizované i deionizované formy s/bez H v roztoku).

z_{A}(pH,T)=-{\frac {1}{1 10^{pKa_{HA}(T)-pH}}}

, pro monovalentní kyseliny HA v roztoku (např. HCl)

z_{A}(pH,T)=-{\frac {1 2*10^{pH-pKa_{HA^{-}}(T)}}{10^{pKa_{H_{2}A}(T)-pH} 1 10^{pH-pKa_{HA^{-}}(T)}}}

, pro bivalentní kyseliny H₂A v roztoku (např. H₂CO₃, H₂SO₄)

z_{A}(pH,T)=-{\frac {1 2*10^{pH-pKa_{H2A-}(T)} 3*10^{2*pH-pKa_{H_{2}A-}(T)-pKa_{HA^{2-}(T)}}}{10^{pKa_{H_{3}A}(T)-pH} 1 10^{pH-pKa_{H_{2}A^{-}}(T)} 10^{2*pH-pKa_{H_{2}A-}(T)-pKa_{HA^{2-}}(T)}}}

, pro trivalentní kyseliny H₃A v roztoku (např. H₃PO₄)

z_{A}(pH,T)= {\frac {1}{10^{pH-pKa_{HA^{ }}(T)} 1}}

, pro látky typu HA , které po odvázání H kladný náboj ztrácejí (např. NH₄)

Pro makromolekuly jako jsou albumin, hemoglobin, oxyhemoglobin, karbaminohemoglobin a karbaminooxyhemoglobin, je jejich valence z nazývána titrační křivkou.^[zdroj?]

Externí odkazy

Obrázky, zvuky či videa k tématu pufr na Wikimedia Commons