بافر چیست | کاربرد های بافر

بافر محلولی از اسید ضعیف و نمک آن می‌باشد که برای جلوگیری از تغییرات PH محلول ها ، کاربرد دارد . در دروس شیمی سال های دبیرستان و راهنمایی با اصطلاح بافر و کاربرد های آن در صنایع مختلف آشنا شده‌ایم .

خون جاری در بدن انسان ها نیز بافر محسوب می‌شود زیرا در مقابل تغییرات PH مقاوم بوده و همیشه PH خون در بازه‌ای میان ۷٫۳۵ الی ۷٫۴۵ قرار دارد . علاوه بر آن کربنیک اسید( H2CO3 ) و یون بی‌کربنات ( HCO-3 ) ، نیز به عنوان اسید ضعیف و نمک آن بیانگر بافر بودن خون است .

از بین بردن سختی آب با بافر

اشاره شد که بافر محلولی است تشکیل شده از اسید و یا باز ضعیف ، همراه با نمک آن که مقاومت خوبی در برابر تغییرات PH از خود نشان می‌دهد . از این رو می‌توان برای از بین بردن سختی آب محلول بافر به کاربرد که ابته در حجم زیاد آب این روش کارساز نخواهد بود .

بافر ها با خاصیتی که دارند مانع از افزایش بیش از حد اسید و یا باز موجود در محلول می‌شوند . آبی که توسط ابر ها و باران ها تولید می‌شود کاملا تمیز و خنثی است اما به دلیل وجود گاز های کربن دی اکسید در هوا و قدرت بالای آب در جذب مواد ، این گاز های کربن دی اکسید با آب باران ها مخلوط شده و کمی با خواصیت اسیدی آب ها می‌افزاید .

از طرفی با افزایش این خاصیت اسیدی آب ، میزان خورندگی آن نیز افزایش یافته و در نتیجه با جاری شدن آب بر بستر زمین و عبور از سطوح مختلف ، میزان یون های منفی و مثبت موجود در آب افزایش می کند .

در نتیجه آن آب سخت تولید می‌شود که در صنایع مختلف موجب بروز مشکلاتی می‌شود . برای جلوگیری از این مشکلات روش های گوناگونی ابدا و اختراع شده است که می‌توان به رزین سختی گیر ، دستگاه سختی گیر رزینی و سختی گیر های مغناطیسی اشاره نمود .

موارد گفته شده برای کاهش سختی آب برای پروژه های عظیم همراه با دبی آب ورودی بسیار بالا توصیه می‌شود . اما اگر برای مصارف خانگی و تهیه آب نرم با میزان کم نیاز به کاهش سختی آب است ، استفاده از محلول های بافر بیشتر از روش های دیگر توصیه می‌شود .

چگونه بافر موجب ثابت ماندن PH می‌شود؟

زمانی که به یک محلول بافر مقداری محلول حاوی یون مثبت و یا منفی اضافه می‌شود ، این یون ها با اسید ضعیف و یا نمک آن که در محلول بافر با یک دیگر مخلوط شده‌اند ، وارد واکنش می‌شوند  و در نتیجه اگر یون مثبت وارد بافر شود با یون های منفی آن واکنش داده و از ازدیاد یون مثبت جلوگیری می‌شود ، و اگر یون منفی وارد محلول بافر شود با یون های مثبت آن واکنش داده و در نتیجه از ازدیاد یون منفی جلوگیری می‌کند .

از موارد یاد شده برداشت می‌شود که یون های مثبت و منفی مانند کلسیم و منیزیم که به وفور در طبیعت یافت می‌شوند ، نمی‌توانند در محلول های بافر خاصیت اسیدی و یا بازی آن را تغییر دهند ( البته تا حدودی و اگر میزان این یون ها بیش از حد باشد به محلول بافر بیشتری نیز نیاز خواهد بود )

بافر خون

گفته شد که خون نوعی محلول بافر به حساب می آید که دو دلیل نیز برای اثبات این موضوع بیان شد :

1. همیشه PH خون بین بازه ای میان ۷٫۳۵ الی ۷٫۴۵ قرار دارد .
2. خون از ترکیب کربنیک اسید ( H2CO3 ) و یون بی‌کربنات ( HCO-3 ) که یک اسید ضعیف و نمک آن می باشد ، تشکیل شده است .

اما اگر PH خون کمتر از حد معمول شود چه بلایی بر سر بدن انسان می آید؟

زمانی که میزان PH بدن انسان کمتر و یا بیشتر از میزان گفته شود ، پروتئین های موجود در بدن از بین می‌روند که برای سلامتی و حیات تمامی موجودات و انسان ها خطرناک است.

اما زمانی که آب می‌نوشیم و یا چیزی مصرف می‌کنیم صد در صد مقداری یون همراه با مواد غذایی و یا آشامیدنی وارد بدن می‌شود . پس در طول روز مقدار قابل توجهی یون های مثبت و منفی وارد بدن و خون می‌شوند که می‌تواند موجب مرگ شود ولی با این حال باز زنده ایم . دلیل این موضوع مربوط به همان بافری بودن خون می‌باشد .

اگر مقداری یون مثبت مانند هیدروژن وارد خون شود این یون به کمک واکنش زیر حذف خواهد شد:

اگر هم مقداری یون منفی مانند هیدروکسید وارد خون شود این یون به کمک واکنش زیر حذف خواهد شد :

کاربرد های بافر

بافر علاوه بر بدن و کنترل PH خون در صنایع گوناگونی مفید و پر استفاده می‌باشد . برای مثال همانطور که گفته شد از بافر برای کاهش سختی برخی از محلول ها ، به خصوص آب ، استفاده می‌شود .

زمانی که شما قصد دارید میزان محدود و کمی از آب را نرم کنید ، استفاده از دستگاه های سختی گیر رزینی و یا مغناطیسی توسیه نمی‌شود زیرا هم بسیار هزینه بر می‌باشد و هم این ابزار ها برای پروژه های عظیم کاربردی است.

پس بهتر است از بافر ها استفاده شود. در صنایع نساجی برای تولید رنگ و ایجاد شرایط صحیح رنگ ها از محلول های بافر استفاده می‌شود . بیشترین بافر های پرکاربرد در صنایع مختلف در جدول زیر آورده شده است :

شرایط نگهداری محلول های بافر

محلول های بافر می‌بایست در شرایط خاصی نگهداری شوند. عمر بافر های تجاری در بازه‌ای میان ۲ سال قرار دارد و برای بافر هایی که در آزمایشگاه ها و یا توسط خود تولید می‌شوند نیز باید همین طول عمر را در نظر گرفت .

اما زمانی که درب محلول بافر باز می‌شود بایستی در مدت ۳ الی ۶ ماه مورد مصرف قرار گیرد . برای محلول های بافری که دارای PH بالاتر از ۱۰ هستند مدت زمان مصرف بعد از بازکردن درب محلول ۱ ماه است و بیشتر از یک ماه استفاده از آن محلول توصیه نمی‌شود .

علاوه بر موارد گفته شده در هنگام استفاده از محلول های بافر نکات زیر را نیز در نظر داشته باشید :

• این محلول ها در دمایی بین ۱۵ الی ۲۵ درجه نگهداری شود .
• محلول ها در ظروف پلاستیکی ، بالون ها ی مخصوص و یا بطری های سالم و بدون آسیب نگهداری شوند .
• اگر خود این محلول ها را تولید می‌کنید بر روی ظروف آن تاریخ تولید وانقضا را درج نمایید .
• قبل از استفاده از این محلول ها تاریخ انقضای آن ها را به دقت چک کنید .

کلام آخر

با اشاره به خاصیت بافر ها به این نتیجه رسیدیم که می‌توان از این محلول ها ، در ابعاد کوچک و در حد مصارف خانگی ، به منظور کاهش سختی آب استفاده کنیم . بافر ها در صنعت بسیار کاربردی هستند و یکی از محلول های حیاتی برای بدن انسان ها محسوب می‌شوند ، زیرا میزان PH خون را در بازه ای بی خطر نگهداری می‌کنند و از تغییرات میزان خاصیت اسیدی و یا بازی خون جلوگیری می‌کنند .

برای به دست آوردن بافری با PH مد نظر خود ابتدا باید با استفاده از فرمول های ابداع شده مقدار اسید ضعیف مورد نیاز و نمک آن را محاسبه نمایید و پس از ان با ترکیب این محلول ها ، بافری با PH مد نظر به دست آورید.

امید است این مقاله در رابطه با بافر ها برای شما مخاطبان گرامی اسپوتا مفید واقع شده باشد.