To tylko jedna z 12 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
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)
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