Г. В. Плеханова (технический университет) к афедра общей и физической химии общая химия Сборник задач
 Скачать 2.09 Mb.
|
5.5. Равновесия в буферных растворахБуферными называют растворы, способные поддерживать определенное значение рН при разбавлении, а также при добавлении некоторых количеств сильной кислоты или щелочи. Буферное действие основано на связывании добавляемых ионов Н+ или ОН в молекулы малодиссоциированных соединений. Различают следующие типы буферных растворов. 1. Смесь слабой кислоты и ее соли, например, СН3СООН + NaCH3COO (уксусная кислота + ацетат натрия). При добавлении сильной кислоты к этому раствору анионы соли связывают ионы Н+ в молекулы малодиссоциированной уксусной кислоты:
При добавлении щелочи протекает реакция нейтрализации:
где pKd – показатель константы диссоциации слабой кислоты, pKd= –lgKd; Сс и Ск – концентрации соли и килоты соответственно, моль/л 2. Смесь средней и кислой соли или двух кислых солей слабой многоосновной кислоты, например, Na2CO3 + NaHCO3 или Na2HPO4 + NaH2PO4. Анионы кислой соли реагируют подобно слабой кислоте в п.1.
где Сс и Ск – концентрации кислой и средней соли соответственно, моль/л 3. Кислые соли слабых многоосновных кислот, при добавлении к растворам которых сильных кислот или щелочей протекают аналогичные реакции:
где pKn – показатель контснты диссоциации кислоты по соответствующей ступени. 4. Смесь слабого основания и его соли, например, NH4OH + NH4Cl. Буферное действие основано на реакциях:
где pKd – показатель константы диссоциации слабого основания; Сс и Сосн – концентрации соли и основания соответственно, моль/л 5. Соли слабых кислот и слабых оснований, например, NH4CH3COO. Буферное действие обусловлено реакциями:
Емкостью буферного раствора В называют количество сильной кислоты или щелочи, которое требуется добавить к 1 л раствора для изменения его рН на единицу. Раствор утрачивает буферные свойства при добавлении сильной кислоты или щелочи в количестве, превышающем буферную емкость. Различают буферную емкость раствора по кислоте и по щелочи. Емкость кислого буфера по щелочи, ВЩ.
При решении уравнения получаем:
емкости кислого буфера по кислоте:
Отсюда получаем формулу для расчета
Емкости основного буфера по кислоте и по щелочи:
Выбор состава буферного раствора. Отношение Сс/Ск или Сс/Сосн выбирают в пределах 0,1Ссоли/Ск-ты 10. По таблицам констант диссоциации подбирают слабую кислоту с pKd = pH (или слабое основание с pKd = pOH ), исходя из заданного рН вычисляют отношение концентраций Сс/Ск (или Сс/Сосн). |
,
,
.
.
.
.
.
.