Roztwór buforowy to układ, który ogranicza zmiany pH po dodaniu niewielkich ilości kwasu lub zasady. Kluczową cechą buforu jest obecność pary sprzężonej, czyli słabej zasady i jej sprzężonego kwasu (albo słabego kwasu i jego sprzężonej zasady).
W przypadku buforu amonowego parą sprzężoną jest NH3/NH4+:
- NH3 (amoniak) działa jako słaba zasada i może wiązać dodane jony H+ (przeciwdziała spadkowi pH).
- NH4+ (jon amonowy) jest sprzężonym kwasem amoniaku i może oddawać H+ lub reagować z dodanymi jonami OH− (przeciwdziała wzrostowi pH).
Dlatego jako klasyczne składniki buforu amonowego podaje się amoniak i chlorek amonu. Chlorek amonu w wodzie dostarcza jonów NH4+, a obecność NH3 i NH4+ jednocześnie tworzy układ buforowy.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są nieprawidłowe w typowym ujęciu egzaminacyjnym:
- Amoniak i kwas solny – HCl jest mocnym kwasem; po zmieszaniu z NH3 zachodzi reakcja zobojętniania. Bez podania proporcji nie wiadomo, czy po reakcji pozostaną oba składniki pary sprzężonej w ilościach tworzących bufor, więc opis nie jest jednoznaczny jako definicja buforu.
- Amoniak i octan amonu – octan amonu to sól słabego kwasu i słabej zasady; w roztworze wnosi dodatkowy układ (jon octanowy/kwas octowy), przez co nie jest to standardowe, jednoznaczne wskazanie "buforu amonowego" w rozumieniu klasycznej pary NH3/NH4Cl.
- Azotan(V) amonu i kwas solny – brak wolnego NH3 (słabej zasady), a dodatkowo HCl jako mocny kwas nie tworzy sam w sobie buforu z takimi składnikami.
Na egzaminie warto zapamiętać zasadę: bufor = słaba zasada + jej sprzężony kwas. Dla amoniaku: NH3 + NH4Cl.
