Механизмы действия буферных систем

1) Из анализа уравнения Гендерсона-Хассельбаха ясно, что рН буферной системы не зависит от разбавления ее водой, т.к. 1-е слагаемое в уравнении (рКкис или рКосн ) - это величина постоянная. 2-е слагаемое - отношение концентраций компонен­тов буфера - также постоянно, т.к. при разбавлении раствора, концентрации компонентов из­меняются одинаково.

2) Почему рН буферной системы не изменяется при добавлении определённых коли­честв сильных кислот и оснований? Ответ на этот вопрос будет найден, если понять как работает буферная система.

Раз­берём на примере ацетатного буфера. Если в буферную систему добавляется силь­ная кислота:

I DDzDM7C5CjN6r1gAqzlh68F2RMjehuRSeTzo0cDPdyvo6sc8nq9n61k6SsfZepTGZTm636zSUbZJ ppPytlytyuSnLy1J81owxpWv7qTxJP07DQ3T1qvzrPIrFldkN+F5STa6LiOcLHA5vQO7oCYvoF5x W82eQUxG90MLlwwYtTbfMepgYAtsv+2J4RjJdwomYp6kqZ/wsEkn0zFszKVne+khigJUgR1Gvbly /a2wb43Y1ZApCceqtB+GSriT2vuqBunDUAYGwwXip/5yH6J+X3PLXwAAAP//AwBQSwMEFAAGAAgA AAAhAAVlHMzfAAAACQEAAA8AAABkcnMvZG93bnJldi54bWxMj01Lw0AQhu+C/2EZwYvY3Whpbcym iFDQHpR+6HmajElodjZmt2301zue9PjyDO/7TDYfXKuO1IfGs4VkZEARF75suLKw3Syu70CFiFxi 65ksfFGAeX5+lmFa+hOv6LiOlZISDilaqGPsUq1DUZPDMPIdsbAP3zuMEvtKlz2epNy1+saYiXbY sCzU2NFjTcV+fXAW4lvyUgzf/hMXz+/mKblarl73S2svL4aHe1CRhvh3DL/6og65OO38gcugWgu3 s7GoRwFTUMLHZiJ5J9nMpqDzTP//IP8BAAD//wMAUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhALaDOJL+AAAA4QEA ABMAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAFtDb250ZW50X1R5cGVzXS54bWxQSwECLQAUAAYACAAAACEAOP0h /9YAAACUAQAACwAAAAAAAAAAAAAAAAAvAQAAX3JlbHMvLnJlbHNQSwECLQAUAAYACAAAACEAkemq zoICAAAuBQAADgAAAAAAAAAAAAAAAAAuAgAAZHJzL2Uyb0RvYy54bWxQSwECLQAUAAYACAAAACEA BWUczN8AAAAJAQAADwAAAAAAAAAAAAAAAADcBAAAZHJzL2Rvd25yZXYueG1sUEsFBgAAAAAEAAQA 8wAAAOgFAAAAAA== "/>СН3СООН СН3СООН

Слабая кислота => слабая

СН3СОО‾ + Н+ СН3СООН

основание сильная кислота слабая

CH3COONa + НС1 => СН3СООН + NaCl

Сильная кислота реагирует с основанием, при этом образуется слабая кислота - идёт реакция нейтрализации, при этом рН не изменяется.

При введении щёлочи:

>СН3СООН + ОН - => СН3СОО - + Н2О

СН3СОО - СН3СОО -

И опять рН не изменяется, т.к. сильное основание израсходовалось на реакцию нейтра­лизации, а получилось столько же эквивалентов слабого основания.

СН3СООН + NaOH => CH3COONa + H2О

 

Основная буферная система:

 

NH4OH + H+ NH4+ + H2O

Слабое основание сильная кислота => слабая

NH4+ NH4+

слабая кислота слабая

NH4OH NH4 OH

Слабое основание => слабое

NH4+ + ОН- NH4ОН

слабая кислота щелочь слабое

В обоих случаях рН не изменилось, т.к. сильный электролит израсходовался на реак­цию нейтрализации.

 

Амфолитные (белковые) буферные системы:

(СОО-)n + nН+ (СООН)n

Функция основания сильная кислота

R => R

(NH3+)m (NH3+)m

Функция кислоты

(СОО-)n (СОО-)n

Функция основания

R => R

(NH3+)m + mОН- (NH2)m + mН2О

Функция кислоты щелочь Функция слабого основания

Вводимое сильное основание (щелочь) заменилось эквивалентным количеством слабого основания, поэто­му рН не изменилось.

Любая буферная система может поддерживать рН только в строго определённых пределах. Эта спо­собность называется буферной ёмкостью.

 

Буферная ёмкость - В - измеряется числом эк­вивалентов сильной кислоты или сильного основания, которое необходимо добавить к 1л буферного раствора, чтобы изменить его рН на 1.

Различают буферную ёмкость по кислоте и по щёлочи.

Nкисл * Vкисл / Vбуф. р-ра Nщел * Vщел / Vбуф. р-ра

В кисл= --------------------------В щел = -----------------------

ΔpH ΔpH

Буферная ёмкость определяется опытным путём - путём титрования определённого объёма буферного раствора кислотой или щёлочью в присутствии какого-либо индикатора.

ΔрН = рН нач – рН кон

рН нач = рН буферной системы, определенная по уравнению Гендерсона-Хассельбаха

рН кон = рК индикатора (см. таблицу «Свойства индикаторов»)

Буферная ёмкость зависит:

1) от концентраций компонентов прямо пропорционально: чем выше концентрации компонентов, тем выше буферная емкость раствора.

2) от соотношений концентраций компонентов; буферная ёмкость максимальна при их равных концентрациях.

 








Дата добавления: 2016-03-15; просмотров: 1928;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.005 сек.