Активность

ПР

pH = 14 + 1/n lg¾¾¾

[Meⁿ⁺]

9) рН в буферных растворах.

Если к раствору соли добавить небольшое количество кислоты или щелочи, то произойдет сильное изменение рН раствора. В технологических процессах, однако, встречается необходимость проведения реакции в растворах при постоянстве рН и чтобы добавление достаточных количеств кислоты или щелочи не влияло на рН раствора. Растворы, добавление к которым значительных количеств кислоты или щелочи не влияет на их рН называются буферными. Буферные растворы состоят из слабой кислоты и ее соли, либо из слабого основания и ее соли.

Приводим без вывода формулы для расчета рН буферного раствора

[кислоты]

pH = -lg(K_Д) - lg¾¾¾¾¾¾

[соли]

[основания]

pH = 14 + lg(K_Д) + lg¾¾¾¾¾¾

[соли]

где K_Д - константа диссоциации слабой кислоты или слабого основания.

Опыт показал, что свойства растворов являются сложной функцией концентрации растворенных веществ. Так, например, для обратимой реакции

Sа_iA_i Sb_jB_j,

константа равновесия К, определяемая уравнением

k П[B_j]^b_j

K= ¾ = ¾¾ ¾,

k’ П[A_i]^a_i

остается постоянной только в разбавленных растворах, когда взаимодействием между молекулами или ионами растворенных веществ можно пренебречь. При переходе к более концентрированным растворам, когда этим взаимодействием пренебречь нельзя, приведенная выше константа равновесия не остается постоянной, и может изменяться в широких пределах при изменении концентраций исходных веществ или продуктов реакции. Приведенную выше константу равновесия иногда называют кажущейся константой равновесия.

Если вместо реальных концентраций [A_i], [B_j] ввести пропорциональные им эффективные величины

a(A_i)= f(A_i)[A_i], a(B_j)=f(B_j)[B_j]

где f(A_i)) - коэффициент активности по веществу А_i, а f(B_j)- коэффициент активности по веществу B_j, то можно считать, что истинная константа равновесия K_a определяется более общим, всегда справедливым уравнением

П{a(B_j )}^b_j

K= ¾¾¾¾¾

П{a(A_i)}^a_i

Эти эффективные концентрации a(A_i) и a(B_j) назвали активностями по компонентам A_i и B_j. При разбавлении раствора коэффициент активности по любому компоненту стремится к единице, следовательно, активность стремится к концентрации. В концентрированных растворах (при концентрации более 0.1 М) активности и концентрации отличаются значительно, поэтому при проведении расчетов равновесий в концентрированных растворах вместо концентраций во все приведенные выше уравнения нужно подставлять активности веществ. Коэффициенты активности для многих веществ приводятся в таблицах, их численные значения зависят от величины ионной силы раствора. Ионная сила раствора J определяется уравнением

J= 1/2SC_i(z_i)²

где С_i - молярная концентрация ионов i-го вида, z_i - их заряд. Суммирование ведется по всем ионам, присутствующим в растворе.

Дата добавления: 2014-12-08