30 Вопрос. Кислотно-основное равновесие в многокомпонентных системах. Вычисления рН растворов кислот и оснований.
Водородный показатель:
рН = - lg aH+
Приближенное выражение:
рН = - lg [H+], pOH = - lg [OH-]
Прологарифмируем выражение [H+] ∙ [OH-] = 10-14:
lg [H+] + lg [OH-] = -14
-lg [H+] - lg [OH-] = 14
рН + pOH = 14
рН = 7 – среда нейтральная
рН > 7 – среда щелочная
рН < 7 – среда кислая
Сила кислот и оснований
НА + Н2О ↔ Н3О+ + А- или НА ↔ Н+ + А-
Сильные кислоты: HCl, HNO3, HClO4 и т.д.
Сильные основания: NaOH, KOH и др.
Равновесие диссоциации протолитической пары:
НА ↔ Н+ + А- (В)
КA = [Н+] ∙ [B]/ [HA]
C другой стороны: В + Н2О ↔ НА + ОН-
А- + Н2О ↔ НА + ОН-
КВ = [HА] ∙ [ОН-]/[В]
КA ∙ КВ = [Н+] ∙ [ОН-] = 10-14 = Kw = KH2O
КA ∙ КВ = Kw = KH2O = 10-14
Прологарифмируем данное выражение с обратным
знаком:
- lg КA – lg КВ = 14
- lg КA = рКA – силовой показатель кислоты
рКA + pKВ = 14
31 Вопрос. Буферные растворы и их своиства. Буферная емкость.
Буферные растворы — растворы которые сохраняют неизменным значение рНпри умеренном разбавлении и добавлении к ним небольших количеств кислот и щелочей.
Буф.р-р должен содержать слабую кислоту или основание и ее соль,при этом они будут проявлять буфф-е действ. т.е сохранять постоянство рН.
Буфферное действие не безгранично,оно зависит от качественного и количественного состава.
СН3СООН + СН3СООNa – ацетатный буфер
NH4OH + NH4Cl – аммиачный буфер
СН3СООNa + HCl ↔ СН3СООН + NaCl
СН3СООН + NaOH ↔ СН3СООNa + H2O
Равновесие в ацетатном буфере:
СН3СООН ↔ СН3СОО- + Н+
СНА Х Х
СН3СООNa ↔ СН3СОО- + Na+
Cсоли Ссоли
КНА = [СH3СОО-] ∙ [Н+]/ [СН3СООН]= CH+ ∙ CCH3COO-/ СCH3COOH= CH+ ∙ (Cсоли +Х)/ СНА – CH+.
КНА = CH+ ∙ Cсоли/ Скислоты ; CH+ = КНА*Cкислоты/Cсоли;
рН буферного раствора слабой кислоты и ее соли:
lg CH+ = lg KA + lg (Скислоты/Cсоли) ; рН = рКА + lg (Скислоты /Cсоли)
Равновесие в аммиачном буфере:
NH4Cl NH4+ + Cl-
NH3 + H2O NH3∙H2O NH4+ + OH-
H+ + OH- H2O
NH4+ + OH- NH4OH
KВ = [NH4+] ∙ [OH-]/ [NH3], [OH-] = KВ ∙ [NH3]/ [NH4+]
[NH3] = C(NH3) = Соснования, , [NH4+] = C(NH4Cl) = Ссоли.
рН буферного раствора слабого основания и его соли:
рОН = рКВ + lg(Cоснования / Ссоли ) ; рН = 14 – рКВ – lg(Cоснования / Ссоли )
Буферная емкость-какое кол-во кислоты или щелочи можно прибавить к 1л буферного раствора,чтобы его рН изменился только на единицу.
П () =СА /рН = СВ/рН
32 Вопрос. Способы обнаружения точки эквивалентности. Кислотно-основные индикаторы. Индикаторные ошибки.
Способы: Визуальные:> Индикаторные. Физико-Химические: pH-метрия и кулонометрия.
Индикаторы: Одноцветные (фенолфталеин) Двухцвет.: (метиловый оранжевый)
Для метилового-оранжевого:
HInd + H2O ↔ Ind- + H3O+
красная (рН < 4) желтая (рН > 4)
KInd=[ind-]*[H3O+]/[Hind]*[H2O]=const
[H+]=KInd*[Hind]/ [ind-]; pH=p KInd-lg[Hind]/[ind-]
Интервал перехода окраски индикатора:
рН = рКInd 1
Показатель титрования:
рТ = рКHInd
Виды индикаторов
Окраска
Кислая Щелочная
Индикатор
pKInd
рТ рН
среда среда
Метиловый-
оранжевый 3.36 3.1 – 4.4 3.7 красная желтая
Метиловый-
красный 5.00 4.4 – 6.2 5.3 красная желтая
Бромтимоло-
вый синий 7.3 6.0 – 7.6 6.8 желтая синяя
Фенол-
фталеин 9.53 8.2 – 9.8 8.8 бесцветная малиновая
-------------------------------------------------------------------------------------------
Индикаторные ошибки: Вследствие несовпадения рТ выбранного индикатора и рН титруемого раствора в точке эквивалентности раствор обычно либо несколько перетитровывают, либо, наоборот, недотитровывают. В результате по окончании титрования раствор содержит некоторый избыток свободной кислоты или свободной щелочи. Если значение рТ меньше чем рН в точке эквивалентности, то ошибка вызывается избытком Н+-иона и называется водородной ошибкой «Н+-ошибкой». Если, наоборот, рТ больше, чем в точке эквивалентности, то ошибка вызвана избытком ОН--ионов и называется гидр-оксильной ошибкой «ОН_-ошибкой». Если титруют не сильные, а слабые кислоты и основания, когда кислота или основание присутствуют практически в неиони-зированной форме, то говорят о «кислотной ошибке», или «HAn-ошибке», соответственно—об «осно вной ошибке», или «МеОН-ошибке»