Буферные растворы

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЯСНЕНИЯ

Буферным называют раствор, рН которого не изменяется при его разбавлении или добавлении небольших объемов сильной кислоты или сильного основания.

Буферный раствор состоит из слабой кислоты и ее соли (СН₃СООН-СН₃ССОNa) или слабого основания и его соли (NH₄OH - NH₄Cl). Из слабых многоосновных кислот и их солей также можно приготовить буферные растворы, например Н₃РО₄ – NaH₂PO₄ и NaH₂РО₄ – Na₂HPO₄.

Значения рН буферного раствора, состоящего из кислоты и его соли, рассчитывают по уравнению

рН= рК_НА- lg , (1)

где С_НА и С_ВА – молярные концентрации кислоты и соли в буферном

растворе, моль/л;

К_НА – константа диссоциации кислоты, моль/л.

Из уравнения 1 следует, что значения рН буферных растворов зависиттолько от отношения общих концентраций компонентов раствора и не зависит от разбавления (в определенных пределах). При изменении объема раствора концентрация каждого компонента изменяется в одинаковое число раз, а отношение концентраций не меняется.

При условии С_НА= С_ВА отношение =1 и lg =о. То есть, рН= рК_НА

Для буферных растворов, состоящих из слабого основания ВОН и его соли ВА, значение рН рассчитывают по формуле

рН=14 – рК_{ВОН +} lg . (2)

Величину буферного действия характеризуют с помощью буферной емкости, равной числу молярных масс эквивалента сильной кислоты или сильного основания, которое можно добавить к 1 литру буферного раствора, чтобы рН изменился на единицу.

Буферная емкость зависит от природы и общих концентраций компонентов буферного раствора, а также от соотношения их концентраций. Чем больше концентрация компонентов буферного раствора и чем ближе к единице отношение (в случае кислых буферов) и (в случае основных буферов), тем больше буферная емкость.

Буферная емкость максимальна, когда вышеприведенные отношения равны единице. Если Б – буферная емкость, а и b – число молярных масс эквивалентов соответственно кислоты (НCl) и основания (NaOH), то

(4)

где - изменение рН при добавлении данного количества кислоты или основания к объему (V_b) буферного раствора.

Дата добавления: 2015-06-29