Приготування буферних розчинів і вивчення їх властивостей
Основною властивістю буферних розчинів є здатність зберігати практично незмінною концентрацію іонів Н+ при додаванні до них порівняно невеликих кількостей сильних кислот та лугів, а також при розведенні.
Завдання:
Заповнити одну бюретку розчином ацетатної кислоти, другу - розчином натрій ацетату з с0(CH3COOH) = с0(CH3COONa) = 0,1моль/л.
У трьох склянках ємністю 50мл приготувати за допомогою бюреток буферні розчини з вказаними у таблиці співвідношеннями об’ємів розчинів CH3COOH і CH3COONa. Всі розчини перемішати скляною паличкою.
Виміряти рН приготовлених буферних розчинів за допомогою рН-метра або іонометра. Буферні розчини не виливати.
Електрод та термопару треба обов’язково промити перед використанням та після кожного вимірювання!
До одного з ацетатних буферних розчинів за допомогою піпетки додати 1мл розчину хлоридної кислоти з c(HCl) = 0,01моль/л, до другого – 1мл розчину натрій гідроксиду з c(NaOH) = 0,01моль/л, а третій розбавити дистильованою водою до загального об’єму у 200мл. Перемішати розчини.
Виміряти рН приготовлених буферних розчинів. Дані занести до таблиці. Написати хімічні рівняння для відповідних процесів.
Таблиця
|
№ п/п |
Об’єм розчинів, мл |
pНтеоретичне |
рНекспериментальне | ||||||||
|
CH3COONa |
CH3COOH |
HCl |
NaOH |
H2O |
pH0(i) |
pНi |
pH0(i) |
pНi | |||
|
1 |
10 |
10 |
1 |
– |
– |
|
|
|
| ||
|
2 |
15 |
5 |
– |
1 |
– |
|
|
|
| ||
|
3 |
5 |
15 |
– |
– |
180 |
|
|
|
| ||
c0(CH3COOH) = моль/л с0(CH3COONa) = моль/л
с(HCl) = моль/л с(NaOH) = моль/л
Kд(CH3COOH) = 1,75 ∙ 10-5моль/л,
pKд(CH3COOH) =
Розрахунки проводять на основі рівняння Гендерсона-Гассельбаха:
рH0 (1) =
рH0 (2) =
рH0 (3) =
=
=
=
________________________________________________________________________________________________________________________________________
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №7
Визначення буферної ємності ацетатного буферного розчину
Будь-яка буферна суміш практично зберігає сталість рН лише за умови додавання невеликої визначеної кількості кислоти або лугу. Кількісною мірою здатності буферних систем підтримувати рН незмінним є буферна ємність. Вона виражається в моль/л або, частіше, в ммоль/л і обчислюється за такими формулами:
;
,
де: Вк
– буферна ємність за кислотою; Вл
– буферна ємність за лугом; ΔpH – зміна
pН буферної системи при додаванні кислоти
(лугу);
–
об’єм буферного розчину.
Буферна ємність тим більша, чим більша концентрація компонентів буферного розчину, при цьому співвідношення їх концентрацій має дорівнювати одиниці.
Завдання:
Заповнити одну бюретку розчином ацетатної кислоти, другу - розчином натрій ацетату з с0(CH3COOH) = с0(CH3COONa)= 1∙10-2 моль/л.
У двох стаканчиках ємністю 25 мл приготувати буферні розчини об’ємом 10 мл із співвідношенням об’ємів розчинів CH3COOH та CH3COONa рівним одному.
Виміряти рН0 приготовлених буферних розчинів за допомогою рН - метра або іонометра.
Заповнити одну бюретку розчином хлоридної кислоти, другу - розчином натрій гідроксиду з с(HCl) = с(NaOH)=0,1моль/л.
До одного із ацетатних буферів додати розчин HCl (c(HCl)=0,1моль/л) при постійному перемішуванні до зміни рН0 розчину на одиницю – ΔрНк=рН0–рН1=1 (рН1 розчину контролювати за допомогою рН - метра або іонометра).
До другого ацетатного буферного розчину за допомогою бюретки додати розчин NaOH (c(NaOH)=0,1моль/л) при постійному перемішуванні до зміни рН0 розчину на одиницю – ΔрНосн.=рН2–рН0=1 (рН2 розчину контролювати за допомогою рН - метра або іонометра).
Виміряні значення об’єму розчинів HCl і NaOH та рН0, рН1, рН2 занести до таблиці.
Таблиця
|
№ |
Об’єм розчинів, л |
рН буферного розчину |
Вк Вл. | |||||||
|
CH3COONa |
CH3COOH |
Буферного розчину |
HCl |
NaOH |
рН0 |
pНi |
ΔрН | |||
|
1 |
5∙10-3 |
5∙10-3 |
|
|
– |
|
|
|
| |
|
2 |
5∙10-3 |
5∙10-3 |
|
– |
|
|
|
|
| |
с(CH3COOH) = моль/л с(CH3COONa) = моль/л
с(HCl) = моль/л с(NaOH) = моль/л
=
=
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________