बफर विलयन से क्या समझते हो ? ये कितने प्रकार के होते है ? क्रियाविधि सहित स्पष्ट कीजिए।

Explanation

ऐसा विलयन जिसमें थोड़ा-सी मात्रा में अम्ल या क्षार मिला देने से उसके pH मान में कोई परिवर्तन नहीं होता है, बफर विलयन कहलाता है। ऐसे विलयनों की अम्लीयता या क्षारीयता आरक्षित रहती है।
उदाहरण - ऐसीटिक अम्ल + सोडियम ऐसीटेट का विलयन ।
बफर विलयन दो प्रकार के होते है -
(A ) अम्लीय बफर विलयन - यह दुर्बल अम्ल व इस अम्ल के किसी प्रबल क्षार से बने हुए लवण को विलयन में मिश्रित करने पर बनता है। उदाहरण - बोरिक अम्ल + बोरेक्स का मिश्रण।
क्रियाविधि - ऐसीटिक अम्ल और सोडियम ऐसीटेट का मिश्रण अम्लीय बफर विलयन बनाता है ऐसीटिक अम्ल दुर्बल विद्युत अपघट्य होने के कारण बहुत कम वियोजित होता है जबकि सोडियम ऐसीटेट प्रबल विद्युत अपघट्य होने के कारण पूर्णतया वियोजित हो जाता है और `CH_(3)COO^(-)` आयन देता है।
`CH_(3)COOH hArr CH_(3)COO^(-)+H^(+) " " `...(1)
`CH_(3)COONa hArr CH_(3)COO^(-)+Na^(+) " " ` ...(2 )
`CH_(3)COO^(-)` के समआयन प्रभाव के कारण `CH_(3)COOH` का आयनन कम हो जाता है जिसके कारण विलयन में `H^(+)` अत्यन्त अल्प मात्रा में उपस्थित रहते है। जब ऐसे बफर विलयन में बाहर से HCl की एक बूँद डाली जाती है तब HCl से उत्पन्न `H^(+)` आयन सो ऐसीटेट से उत्पन्न `CH_(3)COO^(-)` आयन से संयुक्त होकर ऐसीटिक अम्ल बनाता है जो बहुत कम आयनित होता है और विलयन के pH में कोई परिवर्तन नहीं होता है।
इसी प्रकार, यदि इस बफर में HCl के स्थान पर कोई प्रबल क्षारक (NaOH) मिला दिया जाता है तो भी इसके pH में कोई परिवर्तन नहीं होता है। NaOH से उत्पन्न `OH^(-)` आयन `H^(+)` आयन से संयुक्त होकर अल्प आयनित `H_(2)O` बनाते है और विलयन में `H^(+)` आयन की कमी हो जाती है और समी (1 ) का संतुलन बिगड़ जाता है । संतुलन बनाये रखने के लिए `CH_(3)COOH` का वियोजन होता है और `H^(+)` आयन की कमी पूर्ण हो जाती है।
(B ) क्षारीय बफर विलयन - यह दुर्बल क्षार व इसके प्रबल अम्ल के साथ बने लवण के विलयनों को मिश्रित करने से बनता है। उदाहरण - `NH_(4)OH+NH_(4)Cl` का मिश्रण ।
क्रियाविधि - `NH_(4)Cl` व `NH_(4)OH` का मिश्रण क्षारीय बफर विलयन बनाता है।
`NH_(4)OH hArr NH_(4)^(+)+OH^(-) " " `... (1 )
`NH_(4)Cl hArr NH_(4)^(+)+Cl^(-) " " `...(2)
`NH_(4)OH` एक दुर्बल विद्युत अपघट्य है और `NH_(4)Cl` एक प्रबल विद्युत अपघट्य है। अतः `NH_(4)OH` का आयनन कम और `NH_(4)Cl` का पूर्णतः आयनन होता है । दोनों वियोजन पर `NH_(4)^(+)` देते है। `NH_(4)^(+)` के समआयन प्रभाव के कारण `NH_(4)OH` का वियोजन और कम हो जाता है। जब इस विलयन में थोड़ा NaOH डाला जाता है तब इससे प्राप्त `OH^(-)` आयन `NH_(4)Cl` से प्राप्त `NH_(4)^(+)` आयन से संयोग कर अल्प आयनित `NH_(4)OH` बनाते है और `OH^(-)` आयनों की संख्या में कोई विशेष वृद्धि नहीं होती है और विलयन का pH मान अपरिवर्तित रहता है।
इसी प्रकार, यदि इसमें प्रबल क्षार के स्थान पर प्रबल क्षार के स्थान पर प्रबल अम्ल (HCl) मिलाते है तब HCl से उत्पन्न `H^(+)` आयनन विलयन के `OH^(-)` आयनन से संयुक्त होकर अल्प आयनित `H_(2)O` बनाते है जिससे विलयन के `OH^(-)` आयनों में कमी आ जाती है जिससे `NH_(4)OH` का वियोजन अधिक होने लगता है और `OH^(-)` आयन की कमी पूर्ण हो जाती है और विलयन के pH में कोई परिवर्तन नहीं होता है।