محلول منظم

قالب:توازن كيميائي المحاليل المنظمة (بالإنجليزية: Buffer Solutions) هي المحاليل التي تقاوم التغير في تركيز أيون الهيدرونيوم وأيون الهيدروكسيد (إذن تقاوم التغير في درجة الحموضة pH) عند إضافة كميات قليلة من حمض قوي أو قاعدة إليها، أو عند تخفيف المحلول. وتستخدم المحاليل المنظمة للمحافظة على الرقم الهيدروجيني عند درجة ثابتة في عدد كبير من التطبيقات الكيميائية.

تستخدم المحاليل المنظمة للحفاظ على درجة الحموضة ثابتة تقريبًا في العديد من التطبيقات الكيميائية. وتنمو العديد من الأشكال الحية ضمن مجال محدد صغير من درجة الحموضة، مثل المحلول المنظم في الدم.

يتكون المحلول المنظم من خليط لحمض ضعيف وأحد أملاحه أو خليط لقاعدة ضعيفة وأحد أملاحها.

قدرة التنظيم

ملف:Buffer capacity.png

قدرة التنظيم لـ pK_a=7 كنسبة مئوية

قدرة التنظيم هي قياس كمي لمقاومة المحلول المنظم لتغير باهاء المحلول بإضافة أيونات الهيدروكسيل. ويمكن تعريفها كما يلي:

قدرة التنظيم = $\frac{dn}{d(pH)}$

حيث dn هي الكمية المتناهية في الصغر من القاعدة المضافة، و d(pH) هو التغير المتناهي في الصغر للباهاء. باستخدام هذا التعريف يمكن التعبير عن قدرة التنظيم كالتالي:

$\frac{dn}{d(pH)}\mathrm{=}\mathrm{2}\mathrm{.}\mathrm{3}\mathrm{0}\mathrm{3}(\frac{{{K}}_w}{[H^{+}]}+[H^{+}]+\frac{C_A{{K}}_a[H^{+}]}{{({{K}}_a+[H^{+}])}^2}),$

حيث K_w هو ثابت التأين الذاتي ‏‏ للماء و C_A هو التركيز التحليلي للحمض، ويساوي [HA]+[A^-].

العبارة K_w/[H⁺] تصبح معتبرة عند باهاء أكبر من 11,5 والعبارة الثانية تصبح معتبرة عنما يكون الباهاء أقل من 2. كلتا هاتين العبارتين هي من خصائص الماء ومستقلة عن الحمض الضعيف. بالنسبة للعبارة الثالثة نستنتج أن:

1. تصل قدرة التنظيم للحمض الضعيف قيمتها العظمى عندما pH = pK_a
2. عند pH = pK_a ± 1 تهبط قدرة التنظيم إلى 33% من القيمة العظمى. وهذا هو المجال التقريبي الذي يعمل ضمنه التنظيم بالحمض الضعيف بفعالية. ملاحظة: عند pH = pK_a - 1 تبين معادلة هيندرسون-هاسلباخ ‏‏ أن النسبة [HA]:[A^-] هي 10:1.
3. تتناسب قدرة التنظيم مباشرة مع التركيز التحليلي للحمض.

وظيفة المحلول المنظم

الغاء أثر أي إضافة لحمض أو قاعدة، للحفاظ على ال PH في حالة من الثبات ضمن نطاق معين

أمثلة على استخدامات المحاليل المنظمة

ومن الأمثلة على المحاليل المنظمة، مزيج من محلول حمض الخل وخلات الصوديم، فعند إضافة كمية من حمض قوي لهذا المحلول تتحد أيونات الهيدرونيوم مع أيونات الخلات لتكون حمض الخل، أما عند إضافة كمية من محلول قاعدي فتتحد أيونات الهيدروكسيد مع حمض الخل لتكون أيونات الخلات

• الحفاظ على الأس الهيدروجيني للدم
• ترسيب بعض المواد
• الطلاء بالكهرباء
• دباغة الجلود

المصادر

أهمية المحاليل المنظمة في حياتنا: للمحاليل المنظمة أدوار ذات أهمية بالغة لصحة الأجسام الحية ونموها , فوجودها ضروري لضمان الانتظام الفيزيائي لعمل أجهزة الأجسام الحية وسير العمليت الحيوية فيها . فمثلا في جسم الإنسان تحتوي العصارة المعدية على محاليل منظمة ذات حمضية قوية pH فيها تساوي 1.4 وهي تقارن بحمضية محلول من حمض الهيدروكلوريك , هذه الحمضية العالية مهمة جدا لحعل عملية التحلل المائي للبروتونات لازمة لأن جزيئاتها كبيرة بحيث لايمكن امتصاصها من جدران الأمعاء , أما جزيئات الأحماض الأمينية الناتجة فتستطيع أن تنفذ من جدران الأمعاء ويمكن امتصاصها بواسطة التيارات الدموية. كما أنها ضرورية في تحضير أطعمة أمينية وأنواع الشراب وفي تحضير التربة الملائمة لنمو المحاصيل إضافة إلى أهميتها في الأغراض الكيميائية والصناعية المختلفة وفي البحث الطبي.

انظر أيضا

• الكيمياء

وصلات خارجية

ملف:Nuvola apps edu science.svg

هذه بذرة مقالة عن الكيمياء تحتاج للنمو والتحسين، فساهم في إثرائها بالمشاركة في تحريرها.

bg:Буфер (разтвор) bs:Puferi ca:Dissolució amortidora cs:Pufr da:Buffer (kemi) de:Puffer (Chemie) el:Ρυθμιστικό διάλυμα Buffer solution]] es:Tampón químico et:Puhverlahus fi:Puskuriliuos fr:Solution tampon he:בופר ht:Kapasite tanpon hu:Pufferoldat id:Larutan penyangga it:Soluzione tampone ja:緩衝液 ko:완충 용액 mk:Пуфер nl:Buffer (scheikunde) no:Bufferløsning pl:Roztwór buforowy pt:Solução tampão ru:Буферный раствор simple:Buffer solution sr:Пуфер sv:Buffertsystem uk:Розчин буферний vi:Dung dịch đệm zh:缓冲溶液