緩衝液のしくみについて

質問

リン酸一ナトリウム・二水和物とリン酸二ナトリウム・十二水和物の緩衝液に
ついてなのですが、どのようにしてｐHの変化が弱まるのかが良くわかりません。
わかりやすく教えてくださる方がいらしたらよろしくお願いします。

回答No.5

ryumu

みなさんが回答されてるので、一般的に・・・

分子ＸＨが緩衝能を持つには、水溶液中でＸＨもＸ-もある程度安定する必要があります。
すると、水溶液中では

　　　ＸＨ　＜－＞　Ｘ-　＋　Ｈ＋　

という平衡状態が存在することになります。この解離の程度は、Ｘ－（あるいはＸＨ）の水溶液中での安定度合いに依ります。
これを表す量として、よく解離定数Ｋ=［Ｘ－］［Ｈ＋］/［ＸＨ］が用いられますね（［Ａ］はＡの濃度を表す。活量は無視してます。）。

実は、この関係式が重要で、このＫの式の対数（１０を底）をとり、
ｐＨ＝-ｌｏｇ［Ｈ＋］、ｐＫ＝-ｌｏｇＫとおくと、

　　　ｐＨ＝ｐＫ＋ｌｏｇ［Ｘ-］/［ＸＨ］

という、有名な式になりますね（ヘンダーソン-ハッセルバルヒの式）。
これより、もし［Ｘ-］～［ＸＨ］という（両者の濃度がほぼ近い）状況になると

　　　ｐＨ～ｐＫ＋ｌｏｇ１＝ｐＫ＝一定

となります。この場合、酸あるいはアルカリの滴下によって［Ｘ-］と［ＸＨ］に少々差が生じても、効くのはｌｏｇ［Ｘ-］/［ＸＨ］の値なので、結果的にpH変化が小さいことになります。
そしてまた、［Ｘ-］と［ＸＨ］の差が大きすぎると緩衝能がなくなるのもこれよりわかりますね。