Tampon çözeltiler, ortama az miktarda asit veya baz eklendiğinde pH değerinin büyük ölçüde değişmesini engelleyen çözeltilerdir. Bu özellikleri sayesinde biyolojik sistemlerde ve kimyasal deneylerde kararlı bir ortam sağlarlar.
Tampon çözeltilerin çalışma prensibi, zayıf asit/baz çiftinin denge reaksiyonuna dayanır. Ortama asit eklendiğinde, tampon çözeltideki baz bu asidi nötrleştirir; baz eklendiğinde ise asit bu bazı nötrleştirir.
Tampon çözeltiler, zayıf bir asit ve onun konjuge bazı veya zayıf bir baz ve onun konjuge asidi kullanılarak hazırlanır. Örneğin, asetik asit ($CH_3COOH$) ve sodyum asetat ($CH_3COONa$) karışımı bir tampon çözelti oluşturur.
Hidroliz, bir tuzun su ile tepkimeye girerek asidik veya bazik özellik göstermesine neden olan kimyasal bir olaydır. Bu olay, tuzun anyon veya katyonunun su ile reaksiyona girmesi sonucu gerçekleşir.
Hidroliz, tuzun yapısına bağlı olarak farklı türlerde olabilir:
Tampon çözeltiler, hidroliz olayını kontrol altında tutarak pH'ın sabit kalmasını sağlar. Tampon çözeltilerde kullanılan zayıf asit/baz çiftleri, hidrolize uğrayabilecek iyonları dengeleyerek pH değişimini engeller.
Soru: 0.1 M asetik asit ($CH_3COOH$, $K_a = 1.8 \times 10^{-5}$) ve 0.1 M sodyum asetat ($CH_3COONa$) içeren bir tampon çözeltinin pH'ı nedir?
Çözüm:
Henderson-Hasselbalch denklemi kullanılır:
$pH = pK_a + log \frac{[A^-]}{[HA]}$
Öncelikle $pK_a$ hesaplanır:
$pK_a = -log(K_a) = -log(1.8 \times 10^{-5}) \approx 4.74$
Asetik asit ve sodyum asetat konsantrasyonları eşit olduğundan:
$pH = 4.74 + log(1) = 4.74$
Bu nedenle tampon çözeltinin pH'ı yaklaşık 4.74'tür.
