Roztwory buforowe-opracowanie

Nasza ocena:

3
Pobrań: 770
Wyświetleń: 2870
Notatek.pl

Pobierz ten dokument za darmo

Podgląd dokumentu
Roztwory buforowe-opracowanie - strona 1 Roztwory buforowe-opracowanie - strona 2 Roztwory buforowe-opracowanie - strona 3

Fragment notatki:

7.8. Roztwory buforowe    Roztworami  buforowymi  (albo  buforami)  nazywamy  roztwory  zachowujące  w przybliŜeniu  stałą  wartość  pH  podczas  dodawania  do  nich  niewielkich  ilości  mocnych  kwasów  lub  zasad  albo  podczas  rozcieńczania  ich  wodą  (czyli  są  to  roztwory  wykazujące  właściwości stabilizacji pH), np.: jeśli do 1 dm 3 wody dodamy 0,1 mola mocnego kwasu to  pH  roztworu  zmaleje  około  6  jednostek;  ta  sama  ilość  moli  kwasu  dodana  do  1  dm 3  buforu  octanowego zawierającego po 0,2 mola kwasu octowego i octanu sodu spowoduje zmianę pH  o około 0,5 jednostki.   W  terminologii  Brønsteda  roztwory  buforowe  stanowią  mieszaninę  słabych  protolitów  oraz  ich  sprzęŜonych  partnerów  (oba  składniki  sprzęŜonej  pary  mogą  być  jonami) czyli składnikami takich roztworu mogą być:  1. mieszanina  słabego  kwasu  i  sprzęŜonej  z  tym  kwasem  zasady,  np.  kwas  octowy– anion octanowy,  2. mieszanina  słabej  zasady  i  sprzęŜonego  z  tą  zasadą  kwasu,  np.  amoniak–kation  amonu.  PowyŜszy  podział  zrobiono  tylko  po  to  by  pokazać  podobieństwo  pomiędzy  terminologią  Brønsteda  i  Arrheniusa.  UŜywając  terminologii  wcześniejszej  (Arrheniusa)  –  roztwory  buforowe są mieszaniną słabego kwasu i jego soli z mocną zasadą lub słabej zasady i jej soli  z mocnym kwasem.    Roztwory buforowe moŜna sporządzać na kilka sposobów:  1. mieszanie  (stałych  lub  ciekłych)  składników  i  rozpuszczenie  ich  w  określonej  ilości  wody  (zazwyczaj  sporządzamy  roztwór  buforowy  w  kolbie  miarowej,  a  więc  dodajemy wody do określonej objętości),  2. mieszanie  określonych  objętości  dwóch  roztworów  zawierających  znane  stęŜenia  składników roztworu buforowego,  3. niekompletne reakcje zobojętniania słabych kwasów przez mocne zasady lub słabych  zasad przez mocne kwasy,  4. reakcje wypierania słabych kwasów z ich soli przez mocne kwasy lub słabych zasad  z ich soli przez mocne zasady.  We  wszystkich  przypadkach  naleŜy  obliczyć  końcowe  stęŜenia  składników  roztworów  i policzyć siłę jonową roztworów uwzględniając wszystkie mocne elektrolity w roztworze.  Działanie  roztworu  buforowego  polega  na  równowagowym  procesie  przenoszenia  protonu  z  kwasu  na  sprzęŜoną  z  nim  zasadę.  Dobierając  odpowiednio  stosunek  stęŜeń  sprzęŜonej  pary  (kwasu  i  zasady)  moŜemy  uzyskać  określoną  wartość  pH  roztworu,  którą 

(…)

… mola
octanu potasu CH3COOK oraz 0,125 mola KNO3. Obliczyć stopień dysocjacji kwasu
octowego w tym roztworze.
D7. W 1,50 dm3 roztworu znajduje się 0,200 mola kwasu benzoesowego C6H5COOH, 0,100
mola benzoesanu potasu C6H5COOK oraz 0,200 mola NaCl. Obliczyć stopień dysocjacji
kwasu benzoesowego w tym roztworze.
D8. Zmieszano 150,0 cm3 2,30 % roztworu kwasu mrówkowego HCOOH, 50,0 cm3 2,80 %
roztworu KOH…
… to do wyprowadzenia wzorów obliczeniowych uŜywamy stałej protolizy kwasu.
HB + H2O = B– + H3O+
[ H O + ] ⋅ [B − ]
Ka = 3
[HB]
Z tego wyraŜenia moŜna wyprowadzić wzór na stopień dysocjacji słabego kwasu wobec
wspólnego jonu lub obliczyć stęŜenie jonu oksoniowego H3O+ (a dalej pH roztworu). StęŜenia
równowagowe kwasu Brønsteda [HB] i sprzęŜonej z nim zasady [B–] przybliŜamy ich
stęŜeniami początkowymi c HB i c B…
… się
od siebie nawet o kilkadziesiąt procent. Uwzględnienie wpływu siły jonowej zawsze zwiększa
stopień dysocjacji. PowyŜsze uwagi dotyczą siły jonowej nie przekraczającej 1 M oraz
przypadków, kiedy w roztworze buforowym moŜna, bezpiecznie dla jakości obliczeń,
pominąć inne równowagi.
Wyniki obliczeń pH roztworów buforowych zawierających tylko elektrolity typu 1-1
przeprowadzone przy uŜyciu termodynamicznej…
… oksoniowego H3O+.
pKa = 9,032 Ka = 10–9,032 = 9,2897·10–10
f(H3O+) = 0,7903
Odczytane z tablic wartości oraz obliczone stęŜenia amoniaku i jonu amonowego wstawiamy
do wzoru:

[ NH + ] 
0,0250 

4
 = − log 0,7903 ⋅ 9,2897·10−10 ⋅
pH = − log f H O + ⋅ K NH + ⋅
 = 9,61
 3

4
[ NH 3 ] 
0,0750 


(pH obliczone bez uwzględnienia wpływu siły jonowej wynosi 9,72).
Odpowiedź. Wskaźnik aktywności jonu…
... zobacz całą notatkę



Komentarze użytkowników (1)

Zaloguj się, aby dodać komentarz

Adam napisał(a):

2021-04-28 08:35:11

Roztwory buforowe pH to najczęściej roztwór pH 4 cytrynianowy, pH 7 fosforanowy i pH 9 boranowy https://sklepsajtom.pl/roztwory-buforowe