Буферные растворы

Задачи для самостоятельного решения.

1. Рассчитайте рН 0,05 М раствора cоли: a) KF, b) NН₄Сl,

с) NН₄СN.

Ответ: a)7,94; b)5,28; с) 9,14.

2. Вычислите константу гидролиза и степень гидролиза 0,05М раствора СН₃ СOОNН₄ .

Ответ:3,3^.10^-5; h =0,54%.

3. Определите рН и степень гидролиза 0,1 М раствора NaCN.

Ответ: h =1,4%; pH=11,15.

4. Вычислите константу гидролиза, рН и степень гидролиза в растворе СН₃ СOОNа, если концентрация соли в растворе равна a)0,01 М; b)1М.

Ответ: a) К_г =5,7^.10^-10_, pH=8,4 h =2,37^.10^-2 %;

b) К_г =5,7^.10^-10 _, pH=9,4 h =2,37^.10^-3 %

5. Вычислите степень гидролиза и рН 0,05 М раствора Na₂C₂O ₄ с учётом гидролиза по первой ступени.

Ответ: h =0,6∙10^-2%; рН=8,5.

Буферными называют системы, поддерживающие определённое значение какого- либо параметра при изменении состава системы. Кислотно- основные буферные растворы могут поддерживать постоянное значение рН при введении кислот и оснований. Согласно классической теории буферные растворы представляют собой смеси растворов слабых кислот и их солей (СН₃СООН + СН₃СООNa), или же смеси растворов слабых оснований и их солей (NH₄OH + NH₄Cl), или смеси растворов солей многоосновных кислот различной степени замещения (NaH₂PO₄ +Na₂HPO₄). С точки зрения протолитической теории, буферные растворы представляют собой растворы сопряженных кислот и оснований.

Буферные смеси слабых кислот и их солей имеют, как правило, кислую реакцию, а смеси слабых оснований и их солей - щелочную. Наиболее распространенные буферные растворы представлены в таблице 2.4.

Таблица 2.4 Буферные растворы

Компоненты буферного раствора	Название буферных растворов	рН (при равных конц. компонентов)
по теории Аррениуса	по теории Бренстеда-Лоури
СН3СООNa СН3СООН	СН3СООН+СН3СОО^- к-та1 осн.1	ацетатный	4,76
NH4OH NH4Cl	NH4 ^+ + NH3 к-та1 осн.1	аммиачный	9,24
NaHCO3 Na2CO3	HCO3^- + CO3 ^2- к-та1 осн.1	карбонатный	8,5
NaH2PO4 Na2HPO4	H2PO4 ^– +HPO4^– к-та1 осн.1	фосфатный	6,8

Действие буферной системы основано на том, что отдельные ее компоненты оказывают сопротивление при введении в раствор сильных кислот и оснований, связывая ионы H₃O⁺ или OH^-. В результате образуются слабые электролиты, а рН раствора остается практически неизменным.

Например, если к 1 л аммиачного буферного раствора, состоящего из 1 моль NH₄OH и 1 моль NH₄Cl добавить 0,1 моль HCl, то произойдет нейтрализация соляной кислоты гидроксидом

аммония, в результате чего концентрация последнего уменьшится до 0,9 моль, а концентрация соли – хлорида аммония увеличится до 1,1 моль. рН раствора при этом останется практически неизменным. Схематично можно записать:

(1 моль NH₄OH + 1 моль NH₄Cl) + 0,1 моль HCl =

0, 9 моль NH₄OH + 1,1 моль NH₄Cl + 0,1 моль H₂O

Если к этой же смеси добавить 0,1 моль щелочи – NaOH, то ионы гидроксила свяжутся свободными ионами NH₄⁺. Количества компонентов смеси составят: NH₄OH – 1,1 моль, NH₄Cl – 0,9 моль. Схематично можно записать:

(1 моль NH₄OH + 1 моль NH₄Cl) + 0,1 моль NaOH =

1,1 моль NH₄OH + 0,9 моль NH₄Cl + 0,1 моль NaCl

Основными характеристиками буферных растворов являются область постоянного значения рН и буферная емкость.

Дата добавления: 2014-11-16