Примеры решения задач

Решение задач

Задача 1. Рассчитать рН аммиачного буферного раствора, содержащего 0,02 М раствора NH₄ОН и 0,2М раствора NH₄Сl. рК(NH₄ОН)=4,75,

Задача 2. Можно ли приготовить аммиачный буфер с рН = 4,7, когда К_Д (NH₄OH) = 1,8 · 10^-5 ?

Решение:

1. Определяем рК NH₄OH:

К_Д (NH₄OH) = 1,8 · 10^-5 рК = -ℓg К_Д = - ℓg 1,8 · 10^-5 =

-(ℓg 1,8 - ℓg 10^-5) = -0,26 = 5 = 4,74.

2. Определяем интервал буферного действия по формуле:

рОН = рК ± 1.

рОН = 4, 74 ± 1; рН = 3,74 -5,74.

Ответ: значение рОН = 4,74 входит в интервал рК 3,74 – 5,74, поэтому такой аммиачный буфер можно приготовить.

Задача 3. Для приготовления буфера взяты 70 мл 2 N р-ра NH₄OH и 140 мл 0,1 N р-ра NH₄С1. Как изменится рОН этого раствора, если: а) этот раствор разбавить в 10 раз, б) добавить к нему 10 мл 0,1 N р-ра NaОН ?

К_Д (NH₄OH) = 1,8 · 10^-5

Решение:

1. Определяем рК NH₄OH:

рК = -ℓg К_Д = - ℓg 1,8 · 10^-5 = 4,74 (см. предыдущую з-чу)

2. Определяем начальное значение рОН:

рОН = 4,74 +

при разбавлении и добавлении NaOH

рОН=4,74+ℓg

3. Определяем конечное значение рОН_К после добавления NaOH:

рОН_К = рК +ℓg + :

рОН_К = 4,74 +ℓg +;

4. Определяем изменение рОН (ΔрОН): рОН_Н – рОН_К = 3,74 – 3,66 = 0,08

Ответ: рОН не изменяется при разбавлении буфера в любое число раз, так как при этом не изменится соотношение концентраций компонентов буфера; ΔрОН = 0,08

Задача 4 Какова буферная ёмкость фосфатного буфера, если при добавлении 3 мл 0,01N р-ра НС1 к 20 мл этого буфера рН меняется от 7,4 до 7,1?

Решение:

1. Определяем (ΔрН): Δ рН = рН_Н – рН_К

Δ рН = 7,4 – 7,1 = 0,3

2. Определяем буферную ёмкость по формуле:

В = ; В =

Ответ: В = 0,005 мэ/л.

Экспериментальная часть Лабораторная работа

1. Определение буферных свойств биологических жидкостей

Опыт 1 В четыре одинаковые пробирки с помощью пипетки отмерить по 1 мл сыворотки крови. Первую пробирку оставить для контроля, во вторую добавить 5 кап. 0,025 N раствора NаОН, в третью - 0,025 N раствора НСl, в четвёртую – 5 кап. воды. Затем во все пробирки добавить по 1-2 капли универсального индикатора и по цветной шкале универсального индикатора определите приблизительное значение рН.

Опыт 2. В четыре одинаковые пробирки с помощью пипетки отмерить по 1 мл ацетатного буфера. Первую пробирку оставить для контроля, во вторую добавить 5 кап. 0,025 N раствора NаОН, в третью - 0,025 N раствора НСl, в четвёртую – 5 кап. воды. Затем во все пробирки добавить по 1-2 капли универсального индикатора и по цветной шкале универсальног индикатора определите приблизительное значение рН.

Опыт 3. В две одинаковые пробирки с помощью пипетки отмерить: в первую – 5 кап. воды, во вторую 5 кап. слюны. Добавить в каждую пробирку по 1-2 капли универсального индикатора и определить примерное значение рН. Затем добавить в обе пробирки по 1 капли 0,01 N раствора НСl. Что наблюдаете? Охарактеризуйте буферные свойства слюны.

Результаты опытов занесите в таблицу № 1.

Таблица № 1.

Исследуемый раствор	Значение рН по универсальному индикатору					Вывод об изменении рН раствора
	Контрольный раствор	После добавления НСl	После добавления NаОН	После добавления воды
Сыворотка крови Ацетатный буфер Слюна

2. Зависимость рН буферных растворов от соотношения компонентов

Опыт 1. В три пробирки с помощью пипетки отмерить 0,2 N Nа₂НРО₄ и 0,2 N NаН₂РО₄ в количествах, указанных в таблице № 2. добавьте в каждую пробирку по две капли универсального индикатора и определите рН по цветной шкале универсального индикатора.

Таблица № 2.

№	Кол-во мл 0,2 N Nа2НРО4	Кол-во 0,2 N NаН2РО4	Соотношение Nа2НРО4 / NаН2РО4	рН по индикатору	рН по формуле
1. 2. 3.	0,2 1,1 2,0	2,0 1,1 0,2

Вычислите рН исследуемых растворов по формуле Гендерсона – Гассельбаха:

рН = рК + ℓg , Кд (Н₂РО₄^-) = 1,5 · 10^-7

Сделайте вывод зависимости рН от соотношения концентраций компонентов буферной смеси.

Упражнения:

1. Константа диссоциации NH₄OH равна 1,8 · 10^-5. Можно ли приготовить аммиачный буфер с рОН = 4,7

2. Можно ли приготовить ацетатный буфер с рН = 5,4, если К_д (СН₃СООН) = 1,6 · 10 ^-7?

3. Рассчитайте рОН буфера, состоящего из 50 мл 0,1 н р-ра СН₃СООН и 100 мл 0,01 н р-ра СН₃СООNa, если рК = 4,7.

4. Рассчитайте рН буфера, состоящего из 40 мл 0,2 н р-ра NH₄ОН и 80 мл 0,01 н р-ра NH₄CI, если рК = 4,4.

5. Для приготовления буфера взяты 50 мл 2 н р-ра NH₄ОН и 100 мл 0,1 н р-ра NH₄С1 (рК = 4,4). Как изменится рОН этого раствора, если к нему добавить: а) 10 мл р-ра 0, 1 н НС1, б) 200 мл воды ?

6. Для приготовления ацетатного буфера взяты 100 мл 0,01 н р-ра СН₃СООН и 50 мл 0,01 н р-ра СН₃СООNa, (рК = 4,7). Как изменится рОН этого раствора, если к нему добавить: а) 25 мл 0,1н р-ра NaОН, б) 25 мл воды?

7. Рассчитайте буферную ёмкость буфера, состоящего из 0,05 моль/экв соли и 0,1 моль/экв кислоты, если к 1 л этого буфера добавить 20 мл 0,5 N р-ра НС1 (рК к-ты = 4,7).

8. Какова буферная ёмкость фосфатного буфера, если при добавлении 3 мл 0,1 н р-ра НСI К 20 мл этого буфера рН меняется от 7,4 до 7,1 ?