Laskenta pH on tärkeä resurssi, jonka opiskelijan on määriteltävä luonne. hapan, emäksinen tai neutraali a ratkaisu. Ehdotamme tässä tekstissä vinkkejä puskuriliuoksen pH: n laskemiseen yksinkertaisella tavalla.
On huomionarvoista, että a puskuriliuos voidaan muodostaa seuraavilla seoksilla:
Seos suolasta, jolla on heikko emäs ja jolla on oltava sama kationi kuin suolalla. Se on peruspuskuri;
Suolan sekoittaminen heikkoon happoon, jolla on oltava sama anioni kuin suolalla. Se on hapan puskuri.
Mennään vinkkejä ?!
1. vinkki: Kaavat puskuriliuoksen tyypin mukaan
Kun sinulla on hapan puskuriliuos, käytä:
pH = pKa + log [suola]
[happo]
Kun sinulla on peruspuskuriratkaisu, käytä:
pOH = pKb + loki [suola]
[pohja]
Kun sinulla on peruspuskuriliuos ja erilainen Kw (Water Ionization Constant), käytä:
pH = pKb - pKb - log [suola]
[pohja]
2. vinkki: Kun harjoitus antaa osallistujien pitoisuudet ja ionisaatiovakio...
Meillä on liuoksen muodostavan hapon tai emäksen pitoisuus;
Meillä on liuoksen muodostava suolapitoisuus;
Meillä on liuoksen muodostavan hapon tai emäksen ionisaatiovakio (Ka tai Kb).
Esimerkki: (UNIFOR-CE-sovitettu) Maitohapon (CH3CH (OH) COOH) ja natriumlaktaatti (CH3CH (OH) COONa) vesiliuoksessa toimii puskuriliuoksena, toisin sanoen se ei käytännössä muuta pH: ta lisäämällä H+ tai oh-. Liuoksen, joka sisältää 0,12 mol / l maitohappoa ja 0,12 mol / l natriumlaktaattia, pH on laskettavissa yhtälöllä:
pH = pKa + log [suola]
[happo]
Ka = 1,0x10-4 = happoionisaatiovakio. Määritä liuoksen pH-arvo jättämättä huomiotta ionisoivan hapon määrää.
Resoluutio:
Tässä esimerkissä meillä on puskuriliuos, joka koostuu suolasta ja haposta. Toimitetut tiedot ovat:
[suola] = 0,12 mol / l
[happo] = 0,12 mol / l
Ka = 1,10-4
MERKINTÄ: harjoitus antoi Ka: n, mutta kaavassa käytämme pKa: ta, joka on yksinkertaisesti - logKa.
Koska se on happopuskuri, käytä vain lauseketta:
pH = pKa + log [suola]
[happo]
pH = - log 1,10-4 + loki 0,12
0,12
pH = - log10-4 + loki 0,12
0,12
pH = 4. log 10 + log 1
pH = 4,1 + 0
pH = 4
3. vinkki: Kun liikunta vaatii puskuriliuoksen pH: n muuttamista, joka on saanut määrän vahvaa happoa tai emästä ...
Liikunta antaa sen muodostavan hapon tai emäksen pitoisuuden;
Meillä on liuoksen muodostava suolapitoisuus;
Meillä on liuoksen muodostavan hapon tai emäksen ionisaatiovakio (Ka tai Kb);
Harjoitus antaa puskurin pH-arvon vahvan hapon tai emäksen lisäämisen jälkeen;
Puskurin pH-arvo on löydettävä ennen hapon tai vahvan emäksen lisäämistä;
Sitten meidän on vähennettävä pH lisäämisen jälkeen pH-arvosta ennen lisäystä.
Esimerkki: (Unimontes-MG) Yksi litra puskuriliuosta sisältää 0,2 mol / l natriumasetaattia ja 0,2 mol / l etikkahappoa. Lisäämällä natriumhydroksidia liuoksen pH muuttui arvoon 4,94. Ottaen huomioon, että etikkahapon pKa on 4,76 25 ° C: ssa, mikä on puskuriliuoksen pH-muutos?
Resoluutio: Tässä esimerkissä meillä on suolan ja hapon muodostama puskuriliuos. Toimitetut tiedot ovat:
pH vahvan emäksen lisäämisen jälkeen = 4,94
[suola] = 0,2 mol / l
[happo] = 0,2 mol / l
pKa = 4,76
Aluksi meidän on laskettava puskurin pH ennen vahvan emäksen lisäämistä. Tätä varten meidän on käytettävä happopuskurin lauseketta:
pH = pKa + log [suola]
[happo]
pH = 4,76 + log 0,2
0,2
pH = 4,76 + log 1
pH = 4,76 + 0
pH = 4,76
Lopuksi vähennetään pH emäksen lisäämisen jälkeen pH: sta ennen lisäämistä:
ΔpH = jälkeen - ennen emäksen lisäämistä
Ap = 4,94 - 4,76
ApH = 0,18
4. vinkki: Lasketaan puskurin pH, kun harjoitus antaa yhden osanottajan massan
Liikunta antaa sen muodostavan hapon, emäksen tai suolan pitoisuuden tai määrän ainetta;
Kun harjoitus antaa aineen määrän (mol), se antaa myös tilavuuden, koska pH-laskennassa käytämme pitoisuutta (jakamalla mol tilavuudella);
Meillä on liuoksen muodostavan hapon tai emäksen ionisaatiovakio (Ka tai Kb);
On tarpeen laskea moolimassa ja osanottajan aineen määrä, jolle massa annettiin harjoituksessa.
Esimerkki: (UFES - mukautettu) Liuos valmistettiin lisäämällä 0,30 mol etikkahappoa ja 24,6 grammaa natriumasetaattia riittävässä määrässä vettä täydentämään 1,0 litra liuosta. CH-järjestelmä3COOH ja CH3COONa on puskuriliuos, jossa tämä järjestelmä on tasapainossa. Määritä siis valmistetun liuoksen pH. (Tiedot: Ka = 1,8 × 10-5log 1,8 = 0,26)
Resoluutio:
Harjoituksen toimittamat tiedot olivat:
Ka = 1,8 × 10-5
log 1,8 = 0,26
Tilavuus = 1 l
Moolien määrä happoa 0,30 moolia
Koska tilavuus on 1 L, niin [happo] = 0,30 mol / L
Käytetyn suolan massa = 24,6 g
Ensimmäinen: Meidän on laskettava moolimassa (M1) suolaa:
CH3COONa
M1 = 1.12 + 3.1+ 1.12 + 1.16 + 1.16 + 1.23
M1 = 12 + 3 + 12 + 16 + 16 + 23
M1 = 82 g / mol
Toinen: Määritetään nyt suolamoolien lukumäärä jakamalla harjoituksen antama massa moolimassa löytyi:
n = 24,6
82
n = 0,3 mol
Kolmas: Meidän on laskettava moolipitoisuus suolan jakamalla moolien määrä toimitetulla tilavuudella:
M = ei
V
M = 0,3
1
M = 0,3 mol / l
Huone: Meidän on laskettava pH käyttämällä happaman puskuriliuoksen lauseketta:
pH = pKa + log [suola]
[happo]
pH = -log 1,8.10-5 + loki 0,3
0,3
pH = 5 - log 1,8 + log 1
pH = 5 - 0,26 + 0
pH = 4,74
5. vinkki: Lasketaan pH puskuriliuokselle, joka valmistettiin sekoittamalla happoa ja emästä
Meillä on hapan liuoksen moolipitoisuus ja tilavuus;
Meillä on emäksisen liuoksen moolipitoisuus ja tilavuus;
Meillä on hapon tai emäksen ionisaatiovakio;
Määritä valmistuksessa käytettyjen happojen ja emästen moolimäärä (kertomalla moolipitoisuus tilavuudella);
Kunnioita stökiömetristä suhdetta, toisin sanoen hapon kullekin H +: lle neutraloidaan neutraloimiseksi emäksen OH-;
Kun happo ja emäs neutraloivat toisiaan ja muodostavat suolan, meidän on tiedettävä, onko happoa (happopuskuria) tai emästä (emäksistä puskuria) jäljellä;
Määritä jäännöksen ja suolan molaarinen pitoisuus jakamalla niiden mooliluvut tilavuudella (valmistuksessa käytettyjen tilavuuksien summa).
Esimerkki: (UEL) Puskuriliuokset ovat liuoksia, jotka vastustavat pH: n muutosta, kun happoja tai emäksiä lisätään tai kun laimennus tapahtuu. Nämä ratkaisut ovat erityisen tärkeitä biokemiallisissa prosesseissa, koska monet biologiset järjestelmät ovat riippuvaisia pH-arvosta. Mainitaan esimerkiksi pH-riippuvuus entsyymin aminohappotrypsiinin amidisidoksen katkaisunopeudesta. kymotrypsiini, jossa yhden pH-arvon 8 (optimaalinen pH) muuttaminen 7: een johtaa 50%: n toiminnan vähenemiseen entsymaattinen. Jotta puskuriliuoksella olisi merkittävä puskurivaikutus, siinä on oltava vertailukelpoiset määrät konjugoitua happoa ja emästä. Kemian laboratoriossa puskuriliuos valmistettiin sekoittamalla 0,50 I etaanihappoa (CH3COOH) 0,20 mol L-1 0,50 I natriumhydroksidilla (NaOH) 0,10 mol L-1. (Annettu: Etaanihapon pKa = 4,75)
Resoluutio:
Harjoituksen antamat tiedot ovat:
[happo] = 0,20 mol / l
Happotilavuus = 0,5 l
[emäs] = 0,10 mol / l
Perustilavuus = 0,5 l
pKa = 4,75
Ensimmäinen: hapon moolien määrän laskeminen (na):
na = 0,20. 0,5
na = 0,1 mol
Toinen: pohjan moolien määrän laskeminen:
nb = 0,10. 0,5
nb = 0,05 mol
Kolmas: Selvitä, kuka on jäljellä ratkaisussa:
Etaanihapossa on vain yksi ionisoituva vety ja emäksessä on hydroksyyliryhmä, joten niiden välinen suhde on 1: 1. Joten molempien moolien lukumäärän tulisi olla sama, mutta meillä on suurempi määrä (0,1 moolia) happoa kuin emäksen määrä (0,05 moolia), jättäen 0,05 moolia happoa.
Huone: Suolan moolien määrän määrittäminen
Koska muodostuneen suolan määrä liittyy aina pienempien stökiometristen osien komponentteihin (tasapainotus), tässä esimerkissä suolan määrä seuraa kerrointa 1, eli sen mooliluku on myös 0,5 mol.
Viides: Hapon ja suolan moolipitoisuuden määrittäminen
0,5 litraa happoa sekoitettiin 0,5 litran emäksen kanssa, jolloin saatiin tilavuus 1 litra. Happo- ja suolapitoisuus on siis 0,05 mol / l.
Kuudes: pH: n määritys
Koska puskuri on hapan, käytä vain arvoja seuraavassa lausekkeessa:
pH = pKa + log [suola]
[happo]
pH = 4,75 + log 0,05
0,05
pH = 4,75 + log 1
pH = 4,75 + 0
pH = 4,75
Kuudes vinkki: Kun harjoitus kyseenalaistaa uuden pH-arvon lisäämällä määrän vahvaa happoa tai emästä ...
Meillä on puskuriin lisätyn hapon tai emäksen moolipitoisuuden arvo;
Meillä on oltava puskurin muodostavan suolan, hapon tai emäksen moolipitoisuus. Jos meillä ei ole sitä, laske se vain edellisten vinkkien mukaisesti;
Lisätty pitoisuus vähennetään aina happo- tai emäspitoisuudesta;
Lisätty konsentraatio lisätään aina suolapitoisuuteen.
Esimerkki: Määritä puskuriliuoksen pH sen jälkeen, kun olet lisännyt 0,01 mol NaOH: ta tietäen, että 1,0 l: ssa valmistettua liuosta meillä on 0,05 mol / L etikkahappoa ja 0,05 mol / L natriumasetaattia. Tiedot: (pKa = 4,75, log 0,0666 = 0,1765)
Resoluutio:
Toimitetut tiedot:
[suola] = 0,05 mol / l
[happo] = 0,05 mol / l
[emäs lisätään puskuriin] = 0,01 mol / l
pKa = 4,75
pH = pKa - log (suola - emäs)
(happo + emäs)
pH = 4,75 - log (0,05 - 0,01)
(0,05 + 0,01)
pH = 4,75 - log 0,04
0,06
pH = 4,75 - log 0,666
pH = 4,75 + 0,1765
pH = 4,9265
Minun luona. Diogo Lopes Dias
Lähde: Brasilian koulu - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculo-ph-uma-solucao-tampao.htm