To tylko jedna z 13 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Rozdzial7Bufory.pdf z korektą z dnia 23.04.2007 Równowagi w wodnych roztworach elektrolitów. Elektrolitami nazywamy substancje, które przewodzą prąd jonowo. Przewodzenie prądu związane jest z ruchem kationów i anionów w polu elektrycznym. Dla przewodnictwa jonowego (w odróżnieniu od przewodnictwa elektronowego) charakterystyczny jest wzrost przewodnictwa wraz ze wzrostem temperatury. Elektrolity można podzielić na elektrolity właściwe i potencjalne. Elektrolity właściwe maja budowę jonową przed rozpuszczeniem w wodzie – są to kryształy jonowe i ciecze jonowe (co przeczy powszechnie wyrażanej w podręcznikach opinii, że związki jonowe mają zawsze wysokie temperatury topnienia). Cieczami jonowymi nazywamy związki o budowie jonowej (są to zazwyczaj sole zasad organicznych) i temperaturze topnienia poniżej 100°C Ciała stałe o budowie jonowej w odpowiednio wysokiej temperaturze (dla substancji czystych jest to temperatura topnienia) stają się typowymi cieczami jonowymi. W momencie rozpuszczania w wodzie związki jonowe otaczane są dipolami cząsteczek wody i wyniku dyfuzji w roztworze tworzą jednorodny roztwór. Elektrolity potencjalne posiadają przynajmniej jedno wiązanie dostatecznie spolaryzowane, by pod wpływem oddziaływań z dipolami cząsteczek wody (lub innych rozpuszczalników) nastąpiło jego rozerwanie z utworzeniem kationu i anionu – kation i anion z kolei ulega hydratacji (solwatacji). Rozpad elektrolitów potencjalnych na jony jest zazwyczaj odwracalny i w stanie równowagi występują cząsteczki niezdysocjowane obok jonów. Proces rozpadu związku na jony nazwano dysocjacją elektrolityczną . Pojęcie dysocjacji wprowadził szwedzki chemik Svante Arrhenius w 1887 roku. (Warto w tym miejscu dodać, że zarys teorii dysocjacji Arrhenius podał w 1884 roku w swojej pracy doktorskiej na temat „Badania przewodnictwa elektrycznego roztworów elektrolitów”. Praca spotkała się z zarzutami o kiepsko przeprowadzonych eksperymentach i została nisko oceniona, co uniemożliwiło Arrheniusowi otrzymanie pracy na szwedzkim uniwersytecie. Rozgoryczony takim potraktowaniem rozesłał swoją pracę do kilku znanych chemików, między innymi do vant Hoffa i Ostwalda. Vant Hoff natychmiast przyjechał do Uppsali, żeby poznać osobiście Arrheniusa, a Ostwald przysłał z Tartu (obecnie Ryga) zaproszenie do pracy w swoim laboratorium. Zdopingowana tym Szwedzka Akademia Nauk przyznała Arheniusowi stypendium
(…)
… inne równowagi. Obliczenia stopnia dysocjacji słabego elektrolitu w roztworze buforowym
z uwzględnieniem oraz bez uwzględnienia wpływu siły jonowej różnią się od siebie nawet o kilkadziesiąt procent.
Uwzględnienie wpływu siły jonowej zawsze powoduje zwiększenie stopnia dysocjacji.
Przykład 2
Zmieszano 50 cm3 0.5 M roztworu kwasu mrówkowego HCOOH, 100 cm3 0,25 M mrówczanu potasu HCOOK oraz
350 cm3 wody…
… znalezieniu w tabeli odpowiedniej wartości współczynnika aktywności
jonów H3O+ oraz warunkowej stałej kwasowości (przy roztworach buforowych zapominamy o stałej
zasadowości sprzężonej zasady). W tabeli stałe kwasowości podane są jako pKa (pKa=–logKa). W zadaniach
kontrolnych siła jonowa będzie tak dobrana, aby jej wartość była dokładnie dopasowana do punktów
w tabeli. W przypadku przeliczania zadań z różnych…
… równowagowe stężenie jonów H3O+. Aktywność jonów
H3O+otrzymamy mnożąc stałą kwasowości przez współczynnik aktywności dla danej siły jonowej
({H3O+}= fH3O+·[H3O+]), a po zlogarytmowaniu aktywności otrzymujemy poszukiwane pH roztworu
buforowego (pH=–log{H3O+}/{1}) – żeby pozbyć się jednostek z wyrażenia logarytmowanego dzielimy
aktywność jonów H3O+ przez aktywność jednostkową ao(H3O+)=1 mol/dm3.
Obliczenia…
… jonowa,
a w przedziale siły jonowej 0,50 do 1,00 M błąd jest w przybliżeniu niezmienny. Powyższe uwagi dotyczą siły
jonowej nie przekraczającej 1M oraz przypadków, kiedy w roztworze buforowym można, bezpiecznie dla jakości
obliczeń, pominąć inne równowagi. Obliczenia stopnia dysocjacji słabego elektrolitu w roztworze buforowym
z uwzględnieniem oraz bez uwzględnienia wpływu siły jonowej różnią się od siebie nawet o kilkadziesiąt procent.
Uwzględnienie wpływu siły jonowej zawsze powoduje zwiększenie stopnia dysocjacji.
Przykład 2
Zmieszano 50 cm3 0.5 M roztworu kwasu mrówkowego HCOOH, 100 cm3 0,25 M mrówczanu potasu HCOOK oraz
350 cm3 wody. Jaki jest stopień dysocjacji kwasu mrówkowego oraz pH w tym roztworze?
Obliczamy aktualne stężenia korzystając ze wzoru c1V1=c2V2 (V2 wynosi: 50+100+350= 500 cm3…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)