1.7 Буферлі жүйелер Типтік есептерді шығару үлгілері

1 мысал. Концентрациялары бірдей (С_м=0,12 М) СН₃СООН және 0,150 М СН₃СООК тұратын буферлі ерітіндінің рН есептеңіздер. рК_a = 4,76.

Шешуі:

және араластырғаннан кейін, формула бойынша рН мәнін табамыз:

1. рН мәні қалай өзгереді, егер берілген ерітіндіге 0,012 М HCl қосатын болсақ?

CH₃COOK + HCl = CH₃COOH + KCl

Осы жағдайда сірке қышқылының эквиваленттік мөлшері бөлінеді:

, ; формуланы қолданып, табамыз:

2. рН мәні қалай өзгереді, егер берілген ерітіндіге 0,012 М KOH қосатын болсақ?

3. рН мәні қалай өзгереді, егер берілген ерітіндіні 100 есе сұйылтсақ?

2 мысал. Буферлі жүйенің рН=3,0 тең, 50 мл 1 М сірке қышқылының ерітіндісіне қанша мл 0,25 М ацетат калийді қосу керек.

Шешуі:

1. Берілген формула бойынша:

Егер , онда

2. Берілген буферлі жүйедегі, моль сандарын анықтаймыз:

1000 Мл – 1 моль ch3cooh

50 мл – х моль CH₃COOH

1000 : 50 = 1 : x

50 мл ерітіндіде CH₃COOH моль

3. Жүйедегі тұздың моль санын анықтаймыз:

; моль.

4. Ерітіндіге қанша мл 0,25 М CH₃COOK қосу керек?

1000 мл – 0,25 М CH₃COOK

х мл – 0,0009 М CH₃COOK

1000 : х = 0,25 : 0,0009

Есеп шартының негізгі түрлерінің үлгілері

1. Құрамы 0,200 М құмырсқа қышқылынан және 0,150 М натрий фармиатынан тұратын буферлі ерітіндінің рН есептеңіздер. К_a = 2,1∙10^-4.

2. Жоғарыда көрсетілген ерітіндінің рН ортасы қалай өзгереді, еге осы ерітіндіге 0,01000 М натрий гидроксидің қосатын болсақ.

3. рН = 5,00 буферлі ерітінді дайындау үшін, 100.0 см³ 0,150 М сірке қышқылына (CH₃COOH, K_a = 1.8∙10^-5) 0,200 М натрий гидроксидінің қандай көлемін қосу керек.

4. 0,0100 М натрий бензоаты мен 0,0100 М бензой қышқылынан (C₆H₅COOH, K_a = 6.6∙10^-5) тұратын буферлі ерітіндінің рН ортасын анықтаңыздар.

5. 20 мл (C_м = 0,03 моль/л) сірке қышқылы және 15 мл (C_м = 0,06 моль/л) натрий ацетатынан тұратын буферлі ерітіндінің рН ортасын анықтаңыздар.

6. 20 мл (C_м = 0,1 моль/л) СН₃СООNa және 80 мл (C_м = 0,1 моль/л) СН₃СООН ерітіндісінен дайындалған буферлі ерітіндінің рН анықтаңыздар.

7. 0,1 моль СН₃СООН және 1 моль СН₃СООNa дайындалған ацетатты буферлі жүйенің рН анықтаңыздар (рК_a = 4,74). Қышқылды және негізді заттардың қатынасына орай, бұл буферлі жүйе жоғары буферлік сиымдылыққа сәйкес келе ме?

8. 5 мл (C_м=0,1 моль/л) аммиактың сулы ерітіндісі NH₃·H₂O және 9 мл аммоний хлориді (C_м=0,1 моль/л) қосылыстарының қоспасының рН анықтаңыздар (рК_в (NH₃·H₂O)=4,74.

9. Төмендегі есептерде А және В ерітінділерін тең көлемде араластырады:

9.1 A: 0,100 M СН₃СООH (К_a = 1,8∙10^-5), B: 0,0500 M NaOH. Дұрыс жауапты таңдаңыз. Алынған ерітіндіде: a) әлсіз қышқыл бар; b) күшті негіз бар; c) буферлік ерітінді болып табылады. Алынған ерітіндінің рН мынаған тең: (а) 3,02; (b) 4,74; (c) 3,17; (d) 7,00.

9.2 A: 0,100 M CH₃COOH (K_a = 1.8∙10^-5), B: 0,150 M NaOH. Дұрыс жауапты таңдаңыз. Алынған ерітіндіде: a) әлсіз қышқыл бар; b) күшті негіз бар; c) буферлік ерітінді болып табылады. Алынған ерітіндінің рН мынаған тең: (а) 12,00; (b) 12,70; (c) 13,18; (d) 12,40.

10. А және В ерітінділерін тең көлемде араластырады:

10.1 A: 0.150 M CH₃COOH, B: 0.100 M NaOH. Дұрыс жауапты таңдаңыз. Алынған ерітіндіде: a) әлсіз қышқыл бар; b) күшті негіз бар; c) буферлік ерітінді болып табылады. Алынған ерітіндінің рН мынаған тең: (а) 3,17; (b) 7,00; (c) 5,05; (d) 13,00.

10.2 A: 0.150 M CH₃COOH, B: 0.100 M NaOH. Дұрыс жауапты таңдаңыз. Алынған ерітіндіде: a) әлсіз қышқыл бар; b) күшті негіз бар; c) буферлік ерітінді болып табылады. Алынған ерітіндінің рН мынаған тең: (а) 7,00; (b) 13,00; (c) 8,72; (d) 3,02.

11. Аммиакты буферлі жүйенін рН анықтаңыздар, егер олардың концентрацияларының қатынасы 0,01 тең болса. рК_в = 4,74.

12. Қышқылды буферлі жүйенін рН анықтаңыздар, егер олардың концентрацияларының қатынасы 0,1 тең болса. рК_а = 7,2.

13. Егер аммоний гидроксиді ерітіндісінің концентрациясы 0,01моль/л, ал аммоний нитратының концентрациясы 0,1 моль/л тең болатын буферлі жүйені 4 есе сұйылтсақ, онда рН неге тең болады? рК_в = 4,76.

14. Құрамында 0,01 моль/л құмырсқа қышқылы және 0,02 моль/л калий формиаты бар ерітіндінің рН есептеңіздер. К_(НСООН) = 1,810^-4 немесе рК_(НСООН) = 3,75.

15. Құрамында 0,1 моль/л аммоний гидроксиді және 0,01 моль/л аммоний нитратынан тұратын буфер ерітіндісінің рН және рОН анықтаңыздар. рК_в = 4,75.

16. Сусыз ацетат калийдің 4,9 г 250 мл 0,2 моль/л сірке қышқылында ерітілген. Ерітіндінің рН анықтаңыздар. рК_а = 4,76.

17. 15 мл 0,1 натрий карбонатының моль/л ерітіндісіне 8 мл 0,1 моль/л гидрокарбонат натрий ерітіндісін қосқанда түзілген буфер ерітіндісінің рН және сутек концентрациясын анықтаңыздар. рК = 10,32.

18. 50 мл 0,1 моль/л дигидрофосфат калийдің ерітіндісіне 25 мл 0,1 моль/л гидрофосфат калийдің ерітіндісін қосқандағы ерітіндінің рН анықтаңыздар. рК = 7,2.

19. Құрамы 0,2 моль/л аммоний гидроксиді және 0,2 г аммоний хлориді ерітіндісінен тұратын буфер ерітіндісінің рН есептеңіздер. рК_в = 4,75.

20. Құрамы 50 мл 0,2 моль/л сірке қышқылы және 30 мл 0,1 моль/л ацетат натрий ерітіндісінен тұратын буфер ерітіндісінің рН және Н⁺, ОН^- есептеңіздер. рК_а = 4,76.