Приготування буферних розчинів із заданим рН
Буферний розчин із заданим рН з відомою парою буферуючих компонентів можна приготувати трьома способами:
- змішуючи в необхідному співвідношенні кількості речовини; розчини слабкої кислоти і розчинної солі цієї кислоти («кислотою» може виступати кисла сіль багатоосновної кислоти);
- змішуючи в необхідному співвідношенні кількості речовини; розчин слабкої кислоти і розчин лугу;
- змішуючи в необхідному співвідношенні кількості речовини; розчин солі слабкої кислоти і розчинн сильної кислоти.
Приклад 3. У якому співвідношенні треба змішати розчини, щоб отримати буфер з рН = 5,0?
1) 0,20 моль/л NaAc і 0,15 моль/л НAc;
2) 0,20 моль/л NaAc і 0,15 моль/л НCl;
3) 0,20 моль/л NaOH і 0,15 моль/л НAc.
Розв’язання.
1) За схемою М. П. Комаря.
Hac D Ac- + H+ lgKа = 4,76,
c 0, 15·VHac 0,20·VNaac
VHac+VNaac VHac+VNaac
Δс -х х х
[ ] cHac -x cNaac + x x
Знехтувавши змінами введених концентрацій кислоти і солі, враховуючи, що x = 10-рН = 10-5 , зробимо підстановку в вираз константи ЗДМ і прологарифмуємо з негативним знаком.
pH – pKa = lg ;
5,0 – 4,76 = lg ;
100,24 = ;
= 1,30.
Відповідь. Для приготування буферного розчину з рН = 5,0 треба змішати 0,15 моль/л НAc і 0,20 моль/л NaAc у співвідношенні 1:1,3 (або до 100 мл 0,15 моль/л Нac додати 130 мл 0,20 моль/л NaAc).
2) Розглянемо рівняння реакції протонування ацетат-іона.
Ac- + H+ D HAc KH = 104,76
n 0,20·VNaAc 0,15·VHCl -
Після змішувння розчинів
cАс = (0,20·VNaAc − 0,15·VHCl)/ (VNaAc + VHCl);
сHAc = 0,15·VHCl / (VNaAc + VHCl);
c cАс - сHAc
Δc x x -x
[ ] cАс+ x x сHAc−x
x = 10-5; cАс+ x= cАс; сHAc−x= сHAc. Підставляємо в ЗДМ:
;
100,24 = 1,333 VNaAc /VHCl –1,0;
.
Відповідь. Для приготування буферного розчину з рН = 5,0 треба змішати 0,15 моль/л НCl і 0,20 моль/л NaAc у співвідношенні 1:2,05 або до 100 мл 0,20 моль/л NaAc додати 48,7 мл 0,15 моль/л НСl.
3) Розглянемо рівняння реакції нейтралізації HAc розчином NaOH.
НAc + OH- D Ac- + H2O KaKw-1 = 109,24
n 0,15·VHAc 0,20·VNaOH -
Після змішувння розчинів
cАс = 0,20·VNaOH / (VNaOH + VHAc);
сHAc = (0,15·VHAc − 0,20·VNaOH)/ (VNaAc + VHCl);
c cHАс - сAc-
Δc x x -x
[ ] cHАс+ x x сAc−x
x = Kw/[H+]=10-14/10-5=10-9; cHАс+ x= cHАс; сAc−x= сAc. Підставляємо в ЗДМ
;
109.24-9,0 = 100,24 = ;
;
.
Відповідь. Для приготування буферного розчину з рН = 5,0 треба змішати 0,15 моль/л НAc і 0,20 моль/л NaOH у співвідношенні 2,10:1 (або до 100 мл 0,15 моль/л HAc додати 47,6 мл 0,20 моль/л NaOH.
Дата добавления: 2016-08-07; просмотров: 2891;