محلول بافر آمونیاکی استاندارد (کدN) Ammonia buffer (Standard)

1. بافر آمونیاکی چیست؟

بافر آمونیاکی محلولی است که شامل آمونیاک (NH3) و نمک‌های آمونیم (مانند کلرید آمونیوم NH4Cl) است و قادر است pH خود را در برابر تغییرات اسیدی و بازی نسبتا ثابت نگه دارد. این بافر به دلیل واکنش‌های باز-اسید ضعیف، در بسیاری از فرآیندهای شیمیایی و بیولوژیکی کاربرد دارد.

2. روش ساخت بافر آمونیاکی

روش ساخت بافر آمونیاکی معمولاً ترکیب محلول آمونیاک با محلول نمک آمونیوم است. برای مثال:

• حل کردن مقدار مشخصی از کلرید آمونیوم (NH4Cl) در آب
• اضافه کردن آمونیاک (NH3) به این محلول با میزان مشخص
• همزدن محلول تا رسیدن به تعادل و pH مطلوب

3. معادله واکنش تشکیل بافر آمونیاکی

معادله تعادلی در بافر آمونیاکی به صورت زیر است: NH4⁺ (آب یون آمونیوم) ⇌ NH3 (آمونیاک) + H⁺ (هیدروژن یون)

یعنی: NH3 + H2O ⇌ NH4⁺ + OH⁻

در واقع، آمونیاک جذب H⁺ می‌کند و به یون آمونیوم تبدیل می‌شود و تعادل با یون آمونیوم برقرار است که این باعث تثبیت pH می‌شود.

4. پارامترهای فیزیکی و شیمیایی بافر آمونیاکی

• pH: بسته به نسبت NH3 به NH4+ معمولاً بین 9 تا 11 است
• غلظت: معمولاً بین 0.1 تا 1 مولار کاربرد دارد
• دما: معمولاً در دمای اتاق کار می‌کند
• نقطه جوش و انجماد: مشابه آب ولی کمی متاثر از غلظت ترکیبات
• خاصیت قلیایی نسبی به دلیل وجود NH3

5. کاربردهای درمانی و صنعتی بافر آمونیاکی

• درمانی: محلول‌های آمونیاکی برای تحریک تنفسی (به عنوان بویی محرک در هوشیاری) کاربرد دارند.
• صنعتی: در صنایع داروسازی، شیمیایی، کشاورزی (تغییر pH خاک و کودها)، صنایع رنگ، تمیزکننده‌ها و آزمایشگاه‌های شیمی کاربرد زیادی دارد.

6. ایمنی کار با بافر آمونیاکی

• باید از تماس مستقیم با پوست و چشم جلوگیری شود (آمونیاک تحریک‌کننده قوی است)
• در محیط با تهویه مناسب کار شود
• استفاده از تجهیزات محافظتی مانند دستکش و عینک ایمنی ضروری است
• نگهداری در ظروف محکم و در یک محل خنک و خشک استفاده شود

7. قیمت خرید بافر آمونیاکی در ایران و جهان

قیمت خرید بافر آمونیاکی بسته به برند، خلوص، غلظت و حجم خرید متفاوت است. به طور کلی:

• در ایران، قیمت بافر آمونیاکی با توجه به نوسانات ارزی و تامین مواد اولیه ممکن است متغیر باشد ولی در مقادیر آزمایشگاهی معمولاً در محدوده اقتصادی قرار دارد.
• در بازار جهانی، قیمت بافر آمونیاکی تحت تاثیر قیمت جهانی آمونیاک، هزینه‌های حمل و نقل و انتخاب برند معتبر است. برای خرید بافر آمونیاکی با بهترین قیمت، بهتر است از تامین‌کنندگان معتبر و یا فروشگاه‌های تخصصی مواد شیمیایی استعلام قیمت به روز و شرایط تحویل را جویا شوید.

سؤال بسیار خوبی پرسیدی 👏
برای اینکه دقیق و مفهومی جواب داده بشه، باید کمی به مبانی شیمی تجزیه و تیتراسیون سختی آب اشاره کنیم.

علت استفاده از بافر آمونیاکی در اندازه‌گیری سختی آب

در آزمون سختی کل آب (Total Hardness) که معمولاً به روش تیتراسیون کمپلکسومتری با محلول EDTA انجام می‌شود، بافر آمونیاکی (NH₃/NH₄Cl buffer) نقش بسیار مهمی دارد.

بیایید مرحله‌به‌مرحله ببینیم چرا 👇

۱. مفهوم سختی آب

سختی آب عمدتاً به دلیل وجود یون‌های کلسیم (Ca²⁺) و منیزیم (Mg²⁺) است.
در روش تیتراسیون با EDTA، این یون‌ها با EDTA واکنش داده و کمپلکس‌های پایدار تشکیل می‌دهند:

Ca2++EDTA4−→[CaEDTA]2−

Mg2++EDTA4−→[MgEDTA]2−

۲. نقش pH در واکنش با EDTA

قدرت کمپلکس‌سازی EDTA به شدت وابسته به pH محیط است.
اگر pH خیلی پایین (اسیدی) باشد، EDTA به‌صورت پروتون‌دار درمی‌آید و دیگر نمی‌تواند به خوبی با یون‌های Ca²⁺ و Mg²⁺ پیوند دهد.
اگر pH خیلی بالا باشد، یون‌های Mg²⁺ ممکن است به شکل Mg(OH)₂ رسوب کنند و در نتیجه خطا ایجاد شود.

به همین دلیل باید محیط را روی یک pH بهینه (حدود 10) ثابت نگه داریم تا:

• EDTA در فرم مؤثر خود (یعنی یون EDTA⁴⁻) قرار گیرد،

• یون‌های کلسیم و منیزیم در محلول باقی بمانند و با EDTA واکنش دهند.

 ۳. چرا بافر آمونیاکی؟

بافر آمونیاکی از مخلوط آمونیاک (NH₃) و کلرید آمونیوم (NH₄Cl) ساخته می‌شود.
این سیستم بافری باعث می‌شود pH محیط در حدود ۱۰ ثابت بماند حتی وقتی که در طول تیتراسیون یون‌های فلزی وارد واکنش می‌شوند.

معادله کلی بافر آمونیاکی:
NH3​+H2​O⇌NH4+​+OH−
 

با حضور NH₄Cl، تعادل تنظیم می‌شود و نوسان pH بسیار کم می‌گردد.

۴. مزایای استفاده از بافر آمونیاکی در تیتراسیون سختی

 ۵. اگر بافر استفاده نشود چه می‌شود؟

• در pH پایین، EDTA کارایی ندارد → یون‌های Ca و Mg به‌طور کامل شناسایی نمی‌شوند.

• در pH بالا، منیزیم رسوب می‌کند → نتیجه تیتراسیون کمتر از مقدار واقعی می‌شود.

• رنگ معرف Eriochrome Black T به‌درستی تغییر نمی‌کند → نقطه پایانی تیتراسیون اشتباه دیده می‌شود.

جمع‌بندی

بنابراین، بافر آمونیاکی در تیتراسیون سختی آب با EDTA برای موارد زیر استفاده می‌شود:

1. تثبیت pH در حدود 10

2. جلوگیری از رسوب منیزیم

3. عملکرد دقیق معرف اریوکروم بلک‌تی

4. افزایش دقت و تکرارپذیری نتایج آزمون