Tampon çözelti
Kısa tanım
Tampon çözelti, içine az miktarda asit ya da baz eklendiğinde pH değerini büyük ölçüde koruyan, zayıf asit ve eşlenik bazından oluşan çözeltidir.
Diğer adları: Tampon, Buffer çözelti, Tampon sistem
Saf suya birkaç damla hidroklorik asit eklersen pH birden düşer. Aynı damlaları bir tampon çözeltiye eklediğinde ise pH yalnızca biraz oynar. Bu direnç, çözeltide hem asidi hem bazı nötrleyebilen iki türün birlikte bulunmasından gelir.
Bileşimi
- Asidik tampon: Zayıf bir asit ve onun tuzu; örneğin asetik asit (CH₃COOH) ve sodyum asetat.
- Bazik tampon: Zayıf bir baz ve onun tuzu; örneğin amonyak (NH₃) ve amonyum klorür.
Eklenen H⁺ iyonlarını eşlenik baz, eklenen OH⁻ iyonlarını ise zayıf asit tüketir.
Henderson–Hasselbalch denklemi
Tamponun pH değeri yaklaşık olarak pH = pKa + log([A⁻] / [HA]) ile hesaplanır. Asetik asidin pKa değeri 4,76'dır. Asetat derişimi asit derişiminin iki katıysa pH = 4,76 + log 2 = 4,76 + 0,30 = 5,06 olur. Oran 1:1 olduğunda pH doğrudan pKa'ya eşittir. Hedef pH için gereken miktarları tampon çözelti hesaplama aracında bulabilirsin.
Tampon kapasitesi
Her tamponun bir sınırı vardır. Kapasite, bileşenlerin toplam derişimi arttıkça yükselir ve pH, pKa'ya yakınken en yüksektir. Genel kural olarak bir tampon, pKa ± 1 aralığında etkili çalışır; bu aralığın dışında oran 10:1'i aşar ve pH hızla değişmeye başlar.
Nerede karşına çıkar?
Kandaki karbonik asit–bikarbonat sistemi, vücut pH'sını 7,35–7,45 arasında tutan doğal bir tampondur. Laboratuvarda enzim deneyleri, hücre kültürü ve PCR gibi işlemler belirli bir tampon içinde yapılır. pH ölçer kalibrasyonunda da standart tampon çözeltiler kullanılır. Bir çözeltinin pH değerini doğrudan bulmak için pH hesaplama aracına bakabilirsin.
Sık yapılan hata
Kuvvetli bir asit ve onun tuzu (örneğin HCl ve NaCl) tampon oluşturmaz; çünkü Cl⁻ iyonu eklenen asidi bağlayacak kadar bazik değildir.