25.Буферные растворы, их состав и механизм действия.
Буферные системы – растворы, способные сохранять приблизительно постоянное значение рН, при добавлении к ним небольших количеств сильных кислот и оснований. СОСТАВ:
слабая
кислота и её соль с сильным основанием,
например, ацетатный буфер СН3СООН +
CH3COONa;
слабое
основание и его соль с сильной кислотой,
например, аммиачный буфер NH4OH + NH4Cl;
кислая
соль и средняя соль слабой кислоты с
сильным основанием, например, карбонатный
буфер Na2CO3 + NaHCO3;
Буферные растворы сохраняют своё действие только до определённого количества добавляемой кислоты, основания или степени разбавления, что связано с изменением концентраций его компонентов.
Значение pH буферных растворов можно рассчитать по формулам:
Для
слабой кислоты HA и её соли с сильным
основанием BA
Для
слабого основания BOH и его соли с сильной
кислотой ВA
Например,
pH аммиачного буферного раствора NH4OH +
NH4Cl определяется формулой
где 14 это pH
pH
карбонатного буферного раствора
выражается формулой:
Интервал в котором проявляется буферное свойство называется буферной емкостью.
Буферная
ёмкость π определяется по формуле:
где dx - концентрация введённой сильной
кислоты (основания).
Область буферирования - интервал pH, в котором буферная система способна поддерживать постоянное значение pH. Обычно он равен pKa±1.
Механизмы действия Буферных систем. 1.Кислотный буфер (слабая кислота и ее соль) Ацетатный буфер (CH3COOH+CH3COONa) . Механизм действия: - При добавлении сильной кислоты к буферной смеси, кислота реагирует с солью, в результате этой реакции образуются другая соль и слабая уксусная кислота. CH3COONa + HCl = CH3COOH+NaCl- При добавлении сильного основания к буферной смеси между молекулами сильного основания и слабой кислоты протекает реакция нейтрализации CH3COOH+NaOH = CH3COONa + H2O 2. Основной буфер (слабое основание и его соль) Аммиачный буфер ( NH3*H2O + NH4Cl ). Механизм действия:- При добавлении сильной кислоты к буферной смеси, кислота реагирует со слабым основанием по реакции нейтрализация NH4OH+HCl = NH4Cl + H2O - При добавлении сильного основания к буферной смеси, основание реагирует с солью, в результате реакции образуется другая соль и слабое основание NH4Cl + NaOH = NaCl + NH4OH.
26. Диффузионные потенциалы.
Диффузионный потенциал-разность потенциалов на границе двух соприкасающихся р-ров электролитов. Обусловлен тем, что скорости переноса катионов и анионов через границу, вызванного различием их электрохим. потенциалов в р-рах 1 и 2, различны. Наличие диффузионного потенциала может вызывать погрешность при измерениях электродного потенциала, поэтому диффузионный потенциал стремятся рассчитать или устранить. Точный расчет невозможен из-за неопределимости коэф. активности ионов, а также отсутствия сведений о распределении концентраций ионов в пограничной зоне между соприкасающимися р-рами.
27.Закон независимости движения ионов.
Кольрауш в своих исследованиях экспериментально показал, что в растворах электролитов, доведенных до бесконечного разведения, каждый из ионов вносит свой независимый вклад в молярную электрическую проводимость. Иначе говоря молярная электрическая проводимость является аддитивным свойством электролита, то есть суммой двух независымых переменных λ ∞= λк+ λа, кот. представляют собой молярную электрическую проводимость катиона и аниона при бесконечном разведении и называются электролитическими подвижностями.
Закон сформулирован так: Молярная электрическая проводимость при бесконечном разведении λ∞ равна сумме электрических подвижностей катиона и аниона данного электролита.
Молярная электрическая проводимость при конкретном разведении описывается также уравнением Аррениусса: λv=αF(Uк+Uа), в которое входит степень диссоциации электролита. Если разведение раствора стремится к бесконечному, степень диссоциации α стремится к 1, а молярная электрическая проводимость стремится к λ∞. В этом случае уравнение можно переписать в виде λ∞=F(Uк+Uа).
Электролитическая подвижность ионов есть нечто иное, как произведение абсолютной скорости движения ионов на постоянную Фарадея. С помощью закона Кольрауша и значений электролитических подвижностей можно легко вычеслять молярную электрическую проводимость при бесконечном разведении соответствующих растворов. Электролитическая подвижность зависит от скорости движения ионов, которая обратно пропорциональна их радиусам, так же от температуры и вида растворителя.