Примером Б. с. служит смесь растворов уксусной кислоты CH3COOH и её натриевой соли CH3COONa. Эта соль как сильный электролит (См. Электролиты) диссоциирует практически нацело, т. е. даёт много ионов CH3COO-. При добавлении к Б. с. сильной кислоты, дающей много ионов Н+, эти ионы связываются ионами CH3COO- и образуют слабую (то есть мало диссоциирующую) уксусную кислоту: Наоборот, при подщелачивании Б. с., то есть при добавлении сильного основания (например, NaOH), ионы OH- связываются Н+-ионами, имеющимися в Б. с. благодаря диссоциации уксусной кислоты; при этом образуется очень слабый электролит — вода:
По мере расходования Н+-ионов на связывание ионов OH- диссоциируют всё новые и новые молекулы CH3COOH, так что равновесие (1) смещается влево. В результате, как в случае добавления Н+-ионов, так и в случае добавления ОН--ионов, эти ионы связываются и потому кислотность раствора практически не меняется. Кислотность растворов принято выражать так называемым водородным показателем (См. Водородный показатель) pH (для нейтральных растворов pH=7, для кислых — pH меньше, а для щелочных — больше 7). Приливание к 1 л чистой воды 100 мл 0,01 молярного раствора HCl (0,01 М) изменяет pH от 7 до 3. Приливание того же раствора к 1 л Б. с. CH3COOH + CH3COONa (0,1 М) изменит pH от 4,7 до 4,65, то есть всего на 0,05. В присутствии 100 мл 0,01 М раствора
NaOH в чистой воде pH изменится от 7 до 11, а в указанной Б. с. лишь от
4,7 до 4,8. Кроме рассмотренного, имеются многочисленные другие Б. с.
(примеры см. в табл.). Кислотность (и, следовательно, pH) Б. с. зависит
от природы компонентов, их концентрации, а для некоторых Б. с. и от
температуры. Для каждой Б. с. pH остаётся примерно постоянным лишь до
определённого предела, зависящего от концентрации компонентов.
Примеры буферных систем
------------------------------------------------------------------------------------------
| Компоненты | pH | | (концентрации по 0,1 г мол/л) | (при | | | 15—250C) |
|----------------------------------------------------------------------------------------|
| Уксусная кислота + ацетат натрия, CH3 | 4,7 | | COOH + CH3COONa | |
|----------------------------------------------------------------------------------------|
| Лимоннокислый натрий | 5,0 | | (двузамещеный), C6H6O7Na2 | |
|----------------------------------------------------------------------------------------|
| Борная кислота + бура, | 8,5 | | Н3ВО3 + Na2B4O7 10H2O | |
|----------------------------------------------------------------------------------------|
| Борная кислота + едкий натр, | 9,2 | | Н3ВО3 + NaOH. | |
|----------------------------------------------------------------------------------------|
| Фосфат натрия (двузамещеный)+ | 11,5 | | + едкий натр, Na2HPO4 + NaOH | | ------------------------------------------------------------------------------------------