Пример 20

Расчет параметра титранта по величине буферной емкости

Буферная емкость раствора по кислоте равна 40 ммоль/л. Вычислите, какой объем раствора серной кислоты с молярной концентрацией 0,2 моль/л можно добавить к 150 мл этого раствора, чтобы сместить рН не более, чем на 0,5 единицы?

Решение. Буферную емкость по кислоте рассчитывают по формуле:

с(1/z)V(Т)

В= 

Vбуф.р.рН

Подставив известные величины в это уравнение, вычислим объем раствора серной кислоты. Фактор эквивалентности двухосновной кислоты равен ½.

с(1/2Н₂SО₄) = 2с(Н₂SО₄)

0,4(моль/л) V(Н₂SО₄)

0,04= 

0,15 л  0,5

Откуда V(Н₂SО₄) = 0,0075 л = 7,5 мл

Ответ: 7,5 мл.

Домашнее задание:

1. Приведите формулы трех органических монокарбоновых кислот:

К акая из приведенных кислот является наиболее сильной? Ответ объясните, используя справочные данные.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

рН раствора этой кислоты, с(Х)=0,12 моль/л, равен.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

2. Приведите формульный состав трех буферных систем:

К акая из приведенных буферных систем способна поддерживать в растворе большее значение рН? (при с(B) = с(HB)). Ответ объясните, используя справочные данные.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

рН раствора, содержащего данную буферную систему (концентрация сопряженного основания вдвое превышает концентрацию сопряженной кислоты), равен

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

Задания для самостоятельной работы из «Сборника задач и упражнений по общей химии».

5.16; 5.52; 5.53; 5.60; 5.67; 5.69; 5.70; 5.72; 5.75

5.102; 5.106; 5.107; 5.120; 5.126 ; 5.128; 5.129; 5.131; 5.135

Тема: Свойства буферных растворов.

Лабораторная работа.

Свойства буферных растворов, определение буферной емкости.

Цель: научиться готовить буферные растворы и исследовать зависимость рН буферного раствора от концентраций и соотношений концентраций компонентов буферной системы.

Задание: приготовить буферные растворы с заданным значением pH, колориметрическим методом определить значение pH буферного раствора, определить буферную емкость, установить зависимость буферной емкости от разбавления, определить как влияет добавление небольших количеств сильных кислот и оснований на рН буферного раствора.

Оборудование: спектрофотометр ПЭ-5300В с набором кювет, штатив с пробирками, стеклянные палочки, бюретки вместимостью 25 мл, градуированные пипетки, капельницы, воронки. Спектрофотометр ПЭ-5300В:

Реактивы: соляная кислота, растворы уксусной кислоты, ацетата натрия, гидроксида натрия (все с = 0,1 моль/л), раствор хлорида натрия 0,9%-й, растворы лакмоида, метилового оранжевого и метилового красного.

Сущность работы: Для расчета рН ацетатной буферной системы используют уравнение:

Анализ приведенного уравнения позволяет сделать следующие выводы: рН буферных растворов зависит от константы диссоциации сопряженной кислоты, от соотношения концентраций (количеств веществ) компонентов кислотно-основной пары, практически не зависит от разбавления раствора водой.

При введении в буферный раствор небольшого количества (X моль) сильной кислоты рН получившегося буферного раствора можно рассчитать следующим образом:

где n – количество вещества компонента буфера, моль.

При введении в буферный раствор небольшого количества (Y моль) сильного основания, рН буферного раствора можно рассчитать по формуле:

Выполнение эксперимента:

Опыт 1. Приготовление буферных растворов с различным значением рН.

а Приготовление буферных растворов с различным значением рН.