Разбор типовых задач

1. Вычислите рН фосфатного буфера, составленного 100 мл 0,1 М КН₂РО₄ и 50 мл 0,15 М К₂НРО₄.

Решение: Расчет рН фосфатного буфера проводим по формуле:

Значение = 6,8 (берем из справочника).

Так как концентрация вещества пропорциональна количеству вещества:

n = C×V,

то в формулу подставим количества вещества КН₂РО₄ и К₂НРО₄.

2. Как изменится рН фосфатного буфера, содержащего 100 мл дигидрофосфата калия и 300 мл раствора гидрофосфата калия (концентрации исходных растворов равны по 0,1 моль/л), при добавлении к нему 20 мл раствора NaOH с концентрацией 0,1 моль/л?

Решение: Сначала рассчитаем значение рН исходного раствора:

При добавлении NaOH с ним в первую очередь взаимодействует КН₂РО₄ по схеме:

КН₂РО₄ + NaOH = NaKHPO₄ + H₂O

Часть дигидрофосфата переходит в гидрофосфат.

= 0,1×0,1 = 0,01 моль; = 0,02×0,1 = 0,002 моль

После реакции дигидрофосфата калия останется:

= 0,01 - 0,002 = 0,008 моль

Общее количество гидрофосфата станет:

= 0,3 × 0,1 + 0,002 = 0,032 моль

Рассчитаем рН полученного раствора:

Изменение рН составит:

Тогда:

Следовательно, мольное соотношение NH₄Cl к NH₃ должно быть:

n : n ® 1,78 : 1

Значение рН различных систем

Среды организма	рН
Сыворотка крови	7,36-7,44
Чистый желудочный сок	0,9
Сок поджелудочной железы	7,5-7,8
Желчь в протоках	7,4-8,5
Желчь в пузыре	5,4-6,9
Моча	4,8-7,5
Молоко	6,6-6,9
Дистиллированная вода, находящаяся в равновесии с воздухом	5,5
Морская вода	8,0
Свежий яичный белок	8,0

Значение рН, благоприятные для развития патогенных бактерий

Вид бактерий	рН
Стафилококки	7,4
Стрептококки	7,4-76
Пневмококки	7,6-7,8
Менингококки	7,4-7,6
Гонококки	7,0-7,4

Лабораторная работа

Задание 1. Приготовление буферного раствора.

В три пробирки внесите 0,1 М растворы СН₃СООН и СН₃СООNa в соотношении (по объему): 9:1, 5:5 и 1:9. Каждый приготовленный раствор хорошо перемешать. Во все три пробирки прибавьте по 3 капли индикатора метилового оранжевого или метилового красного. Сравните и запишите окраску растворов. По известной формуле рассчитайте значения рН во всех трех растворах. В каких пределах изменилось значение рН?

Номера пробирок	1	2	3
Соотношение кислота : соль в буферном растворе
Окраска растворов после добавления индикатора
Расчетное значение рН

Задание 2. Определение буферной емкости по кислоте и по щелочи.

В конической колбе приготовьте буферный раствор, смешав 10 мл 0,1 М СН₃СООН и 10 мл 0,1 М раствора СН₃СООNa. В другой колбе приготовьте раствор – свидетель, смешивая 18 мл 0,1 М СН₃СООН и 2 мл 0,1 М СН₃СООNa.

В обе колбы внесите по 3 капли раствора метилового оранжевого. Сравните окраску растворов. Затем содержимое первой колбы титруйте из бюретки 0,1 М раствором НС1 до получения одинаковой окраски с раствором – свидетелем. Запишите затраченный объем раствора НС1 и рассчитайте по известной формуле буферную емкость ацетатного буфера. Значение рН содержимого 1 и 2 колб берите из расчетных величин 2 и 3 пробирок (см. табл. из пред. задания). Бюретку с 0,1 М раствором НС1 надо приготовить соблюдая правила ацидометрии параллельно с приготовлением содержимого 1 и 2 колб.

Для определения емкости ацетатного буфера по щелочи надо приготовить колбу с содержанием 10 мл 0,1 М СН₃СООН и 10 мл 0,1 М СН₃СООNa и раствор – свидетель (другая колба), содержащий 18 мл 0,1 М СН₃СООNa и 2 мл 0,1 М СН₃СООН. После добавления 3 капель раствора метилового оранжевого в каждую колбу, содержимое 1-ой колбы титруйте из бюретки 0,1 М раствором NaOH до одинаковой окраски с раствором – свидетелем. Записав объем затраченного раствора NaOH рассчитайте буферную емкость по щелочи. Значения рН содержимого 1-ой и 2-ой колб берите из расчетных величин 2 и 1 пробирок (см. табл. из пред. задания). Бюретку с 0,1 М раствором NaOH надо приготовить соблюдая правила алкалиметрии параллельно с приготовлением содержимого 1-ой и 2-ой колб.

Сравните буферную емкость ацетатного буфера по кислоте и по щелочи. Сделайте выводы.