გაანგარიშება pH მნიშვნელოვანი რესურსია, რომელიც სტუდენტს აქვს ხასიათის დასადგენად. მჟავე, ძირითადი ან ნეიტრალური ა გამოსავალი. ამ ტექსტში შემოგთავაზებთ რჩევები ბუფერული ხსნარის pH– ის გამოსათვლელად მარტივი გზით.
აღსანიშნავია, რომ ა ბუფერული ხსნარი შეიძლება ჩამოყალიბდეს შემდეგი ნარევებით:
მარილის ნარევი სუსტი ფუძით, რომელსაც უნდა ჰქონდეს იგივე კატიონი, როგორც მარილი. ეს არის ძირითადი ბუფერული;
მარილის შერევა სუსტ მჟავასთან, რომელსაც იგივე ანიონი უნდა ჰქონდეს, როგორც მარილს. ეს არის მჟავე ბუფერი.
წავიდეთ რჩევებზე ?!
პირველი რჩევა: ფორმულები ბუფერული ხსნარის ტიპის მიხედვით
როდესაც თქვენ გაქვთ მჟავე ბუფერული ხსნარი, გამოიყენეთ:
pH = pKa + ჟურნალი [მარილი]
[მჟავა]
როდესაც თქვენ გაქვთ ძირითადი ბუფერული ხსნარი, გამოიყენეთ:
pOH = pKb + ჟურნალი [მარილი]
[ბაზა]
როდესაც თქვენ გაქვთ ძირითადი ბუფერული ხსნარი და განსხვავებული კვტ (წყლის იონიზაციის მუდმივი), გამოიყენეთ:
pH = pKb - pKb - ჟურნალი [მარილი]
[ბაზა]
მე -2 რჩევა: როდესაც სავარჯიშო უზრუნველყოფს მონაწილეთა კონცენტრაციას და იონიზაციის მუდმივი...
გვექნება მჟავას ან ფუძის კონცენტრაცია, რომელიც ხსნარს ქმნის;
გვექნება მარილის კონცენტრაცია, რომელიც ხსნარს ქმნის;
გვექნება მჟავის ან ფუძის იონიზაციის მუდმივა (Ka ან Kb), რომელიც ხსნარს ქმნის.
მაგალითი: (UNIFOR-CE- ადაპტირებული) რძემჟავას ნარევი (CH3CH (OH) COOH) და ნატრიუმის ლაქტატი (CH3წყალხსნარში CH (OH) COONa) მუშაობს როგორც ბუფერული ხსნარი, ანუ ის პრაქტიკულად არ ცვლის pH– ს H დამატებით+ ან ოჰ-. ხსნარს, რომელიც შეიცავს 0,12 მოლ / ლ რძემჟავას და 0,12 მოლ / ლ ნატრიუმის ლაქტატს, აქვს pH, რომლის გაანგარიშება შესაძლებელია განტოლებით:
pH = pKa + ჟურნალი [მარილი]
[მჟავა]
Ka = 1.0x10-4 = მჟავა იონიზაციის მუდმივა. მჟავას ოდენობის უგულებელყოფა, რომელიც იონიზაციას განიცდის, განსაზღვრეთ ხსნარის pH მნიშვნელობა.
რეზოლუცია:
ამ მაგალითში, ჩვენ გვაქვს ბუფერული ხსნარი, რომელიც შედგება მარილისა და მჟავისგან. მოწოდებული მონაცემები არის:
[მარილი] = 0,12 მოლი / ლ
[მჟავა] = 0,12 მოლი / ლ
Ka = 1.10-4
ᲨᲔᲜᲘᲨᲕᲜᲐ: სავარჯიშო მისცა Ka- ს, მაგრამ ფორმულაში ვიყენებთ pKa- ს, რომელიც არის უბრალოდ - logKa.
რადგან ეს არის მჟავა ბუფერული, გამოიყენეთ გამოთქმა:
pH = pKa + ჟურნალი [მარილი]
[მჟავა]
pH = - ჟურნალი 1.10-4 + ჟურნალი 0,12
0,12
pH = - log10-4 + ჟურნალი 0,12
0,12
pH = 4.log 10 + log 1
pH = 4,1 + 0
pH = 4
მე -3 რჩევა: როდესაც ვარჯიში მოითხოვს ბუფერული ხსნარის pH შეცვლას, რომელსაც მიღებული აქვს ძლიერი მჟავა ან ფუძე ...
სავარჯიშო უზრუნველყოფს მჟავას ან ფუძის კონცენტრაციას, რომელიც ქმნის მას;
გვექნება მარილის კონცენტრაცია, რომელიც ხსნარს ქმნის;
გვექნება მჟავას ან ფუძის იონიზაციის მუდმივა (Ka ან Kb), რომელიც ხსნარს ქმნის;
ვარჯიში უზრუნველყოფს ბუფერის pH მნიშვნელობას ძლიერი მჟავას ან ფუძის დამატების შემდეგ;
საჭიროა ბუფერის pH მნიშვნელობის პოვნა მჟავას ან ძლიერი ფუძის დამატებამდე;
შემდეგ pH დამატების შემდეგ უნდა გამოვაკლოთ pH დამატებამდე.
მაგალითი: (Unimontes-MG) ერთი ლიტრი ბუფერული ხსნარი შეიცავს 0.2 მოლ / ლ ნატრიუმის აცეტატს და 0.2 მოლ / ლ ძმარმჟავას. ნატრიუმის ჰიდროქსიდის დამატებით, ხსნარის pH შეიცვალა 4,94-მდე. იმის გათვალისწინებით, რომ ძმარმჟავას pKa არის 4,76 25 ° C– ზე, რა ცვლილება შეიცვალა ბუფერული ხსნარის pH– ში?
რეზოლუცია: ამ მაგალითში ჩვენ გვაქვს ბუფერული ხსნარი, რომელიც წარმოიქმნება მარილით და მჟავით. მოწოდებული მონაცემები არის:
pH ძლიერი ფუძის დამატების შემდეგ = 4.94
[მარილი] = 0,2 მოლი / ლ
[მჟავა] = 0,2 მოლი / ლ
pKa = 4,76
თავდაპირველად ბუფერის pH უნდა გამოვთვალოთ ძლიერი ფუძის დამატებამდე. ამისათვის უნდა გამოვიყენოთ მჟავა ბუფერის გამოთქმა:
pH = pKa + ჟურნალი [მარილი]
[მჟავა]
pH = 4,76 + ჟურნალი 0,2
0,2
pH = 4,76 + ჟურნალი 1
pH = 4,76 + 0
pH = 4,76
დაბოლოს, ჩვენ გამოვაკლებთ pH– ს ბაზის დამატების შემდეგ pH– ს დამატებამდე:
ΔpH = შემდეგ - ბაზის დამატებამდე
ΔpH = 4,94 - 4,76
ΔpH = 0,18
მე -4 რჩევა: ბუფერის pH- ის გაანგარიშება, როდესაც ვარჯიში უზრუნველყოფს რომელიმე მონაწილის მასას
ვარჯიში უზრუნველყოფს მჟავას, ფუძის ან მარილის კონცენტრაციას ან რაოდენობას, რომელიც ქმნის მას;
როდესაც სავარჯიშო უზრუნველყოფს მატერიის რაოდენობას (მოლი), ის ასევე უზრუნველყოფს მოცულობას, რადგან pH გაანგარიშებისას ვიყენებთ კონცენტრაციას (მოლის დაყოფა მოცულობაზე);
გვექნება მჟავას ან ფუძის იონიზაციის მუდმივა (Ka ან Kb), რომელიც ხსნარს ქმნის;
აუცილებელია გამოთვალოთ მოლური მასა და მონაწილის მატერიის ოდენობა, რომელსაც მასა მიეცა სავარჯიშოში.
მაგალითი: (UFES - ადაპტირებული) ხსნარი მომზადდა 0.30 მოლ ძმარმჟავას და 24.6 გრამი ნატრიუმის აცეტატის დამატებაში საკმარისი რაოდენობის წყალში 1.0 ლიტრი ხსნარის დასასრულებლად. CH სისტემა3COOH და CH3COONa წარმოადგენს ბუფერულ ხსნარს, რომელშიც ეს სისტემა წონასწორობაშია. ამრიგად, განსაზღვრეთ მომზადებული ხსნარის pH. (მონაცემები: Ka = 1,8 10-5, ჟურნალი 1.8 = 0.26)
რეზოლუცია:
სავარჯიშოებით მოწოდებული მონაცემები იყო:
Ka = 1,8 10-5
ჟურნალი 1.8 = 0.26
მოცულობა = 1 ლ
მოლის მჟავას რაოდენობა 0.30 მოლი
-
ვინაიდან მოცულობა არის 1 ლ, ამიტომ [მჟავა] = 0,30 მოლი / ლ
ნუ გაჩერდები ახლა... რეკლამის შემდეგ მეტია;)
გამოყენებული მარილის მასა = 24,6 გ
Პირველი: უნდა გამოვთვალოთ მოლური მასა (მ1) მარილი:
CH3COONa
მ1 = 1.12 + 3.1+ 1.12 + 1.16 + 1.16 + 1.23
მ1 = 12 + 3 + 12 + 16 + 16 + 23
მ1 = 82 გ / მოლი
მეორე: ახლა მოდით განვსაზღვროთ მარილის მოლების რაოდენობა ვარჯიშით გათვალისწინებული მასის გაყოფით მოლური მასა ნაპოვნია:
n = 24,6
82
n = 0,3 მოლი
მესამე: უნდა გამოვთვალოთ მოლური კონცენტრაცია მარილის მოლების რაოდენობის გაყოფა მოწოდებული მოცულობის მიხედვით:
M = არა
ვ
M = 0,3
1
M = 0,3 მოლი / ლ
ოთახი: ჩვენ უნდა გამოვთვალოთ pH მჟავე ბუფერული ხსნარის გამოხატვის გამოყენებით:
pH = pKa + ჟურნალი [მარილი]
[მჟავა]
pH = -ლოგ 1.8.10-5 + ჟურნალი 0.3
0,3
pH = 5 - ჟურნალი 1.8 + ჟურნალი 1
pH = 5 - 0,26 + 0
pH = 4,74
მე -5 რჩევა: ბუფერული ხსნარის pH- ის გამოთვლა, რომელიც მომზადდა მჟავას და ფუძის შერევით
გვექნება მჟავე ხსნარის მოლური კონცენტრაცია და მოცულობა;
გვექნება ძირითადი ხსნარის მოლური კონცენტრაცია და მოცულობა;
გვექნება მჟავის ან ფუძის იონიზაციის მუდმივა;
განსაზღვრეთ მჟავას და ფუძის მოლების რაოდენობა, რომლებიც გამოიყენება მომზადებაში (მოლური კონცენტრაციის გამრავლება მოცულობაზე);
პატივი ეცით სტოიომეტრიულ თანაფარდობას, ანუ მჟავას თითოეული H + - ისთვის გამოიყენება ბაზის OH- განეიტრალება.
რადგან მჟავა და ფუძე ანეიტრალებს ერთმანეთს და წარმოქმნის მარილს, უნდა ვიცოდეთ, დარჩა თუ არა რაიმე მჟავა (მჟავა ბუფერი) ან ფუძე (ძირითადი ბუფერი);
განსაზღვრეთ ნარჩენების და მარილის მოლური კონცენტრაცია მათი მოლის რიცხვების დაყოფით მოცულობაზე (პრეპარატის გამოყენებული მოცულობების ჯამი).
მაგალითი: (UEL) ბუფერული ხსნარები არის ხსნარები, რომლებიც ეწინააღმდეგებიან pH– ის ცვლილებას, როდესაც მჟავები ან ბაზები ემატება ან განზავება ხდება. ეს გადაწყვეტილებები განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ბიოქიმიურ პროცესებში, რადგან მრავალი ბიოლოგიური სისტემა დამოკიდებულია pH– ზე. მაგალითად, აღინიშნება pH დამოკიდებულება ფერმენტის მიერ ამინომჟავის ტრიპსინის ამიდური ბმის გახლეჩის სიჩქარეზე. ქიმოტრიფსინი, რომელშიც pH 8 ერთეულში (ოპტიმალური pH) 7-მდე ცვლილება იწვევს მოქმედების 50% შემცირებას ფერმენტული. იმისათვის, რომ ბუფერულ ხსნარს ჰქონდეს მნიშვნელოვანი ბუფერული მოქმედება, მას უნდა ჰქონდეს შედარებითი რაოდენობით კონიუგირებული მჟავა და ფუძე. ქიმიის ლაბორატორიაში ბუფერული ხსნარი მომზადდა 0.50 ლ ეთანოების მჟავის (CH) შერევით3COOH) 0.20 მოლი L-1 და 0.50 ლ ნატრიუმის ჰიდროქსიდი (NaOH) 0.10 მოლი L-1. (მოცემულია: ეთანოის მჟავას pKa = 4,75)
რეზოლუცია:
სავარჯიშოებით გათვალისწინებული მონაცემებია:
[მჟავა] = 0,20 მოლი / ლ
მჟავის მოცულობა = 0,5 ლ
[ფუძე] = 0,10 მოლი / ლ
ბაზის მოცულობა = 0,5 ლ
pKa = 4,75
Პირველი: მჟავას მოლების რაოდენობის გაანგარიშება (na):
na = 0,20. 0,5
na = 0,1 მოლი
მეორე: ფუძის მოლების რაოდენობის გაანგარიშება:
ნბ = 0,10. 0,5
ნბ = 0,05 მოლი
მესამე: განსაზღვრეთ ვინ დარჩა ხსნარში:
ეთანოის მჟავას აქვს მხოლოდ ერთი მაიონიზირებელი წყალბადის და ფუძეს აქვს ჰიდროქსილის ჯგუფი, ამიტომ მათ შორის თანაფარდობაა 1: 1. ასე რომ, ორივე მოლის რაოდენობა უნდა იყოს იგივე, მაგრამ ჩვენ გვაქვს მჟავის უფრო დიდი რაოდენობა (0,1 მოლი) ვიდრე ბაზის (0,05 მოლი) რაოდენობა, ტოვებს 0,05 მოლ მჟავას.
ოთახი: მარილის მოლების რაოდენობის განსაზღვრა
ვინაიდან წარმოქმნილი მარილის ოდენობა ყოველთვის უკავშირდება მცირე სტეიომეტრიული პროპორციის კომპონენტებს (დაბალანსება), ამ მაგალითში მარილის რაოდენობა მიჰყვება კოეფიციენტს 1, ანუ მისი მოლის რიცხვი ასევე 0,5 მოლი
მეხუთე: მჟავას და მარილის მოლური კონცენტრაციის განსაზღვრა
0,5 ლ მჟავა შეერია 0,5 ლ ბაზას, რის შედეგადაც მოხდა 1 ლ მოცულობა. ამრიგად, მჟავას და მარილის კონცენტრაცია ტოლია 0,05 მოლ / ლ.
მეექვსე: pH განსაზღვრა
რადგან ბუფერი მჟავეა, გამოიყენეთ მნიშვნელობები შემდეგ გამოხატვაში:
pH = pKa + ჟურნალი [მარილი]
[მჟავა]
pH = 4,75 + ჟურნალი 0,05
0,05
pH = 4,75 + ჟურნალი 1
pH = 4,75 + 0
pH = 4,75
მე -6 რჩევა: როდესაც სავარჯიშო ეჭვქვეშ აყენებს ახალ pH მნიშვნელობას ძლიერი მჟავის ან ბაზის რაოდენობის დამატების შემდეგ ...
გვექნება მჟავას ან ფუძის მოლური კონცენტრაციის მნიშვნელობა, რომელიც დაემატა ბუფერულს;
უნდა გვქონდეს მარილის, მჟავას ან ბაზის მოლური კონცენტრაცია, რომელიც ქმნის ბუფერულს. იმ შემთხვევაში, თუ ის არ გვაქვს, უბრალოდ გამოთვალეთ, როგორც ეს წინა რჩევებში ჩანს;
დამატებული კონცენტრაცია ყოველთვის გამოვაკლდება მჟავას ან ფუძის კონცენტრაციას;
დამატებული კონცენტრაცია ყოველთვის დაემატება მარილის კონცენტრაციას.
მაგალითი: განსაზღვრეთ ბუფერული ხსნარის pH 0,01 მოლი NaOH დამატების შემდეგ, იმის ცოდნით, რომ 1,0 ლ მომზადებულ ხსნარში გვაქვს 0,05 მოლი / ლ ძმარმჟავა და 0,05 მოლი / ლ ნატრიუმის აცეტატი. მონაცემები: (pKa = 4,75, შესვლა 0,0666 = 0,1765)
რეზოლუცია:
მოწოდებული მონაცემები:
[მარილი] = 0,05 მოლი / ლ
[მჟავა] = 0,05 მოლი / ლ
[ბუფერულს დაემატა ფუძე] = 0,01 მოლი / ლ
pKa = 4,75
pH = pKa - ჟურნალი (მარილი - ბაზა)
(მჟავა + ფუძე)
pH = 4,75 - ჟურნალი (0,05 - 0,01)
(0,05 + 0,01)
pH = 4,75 - ჟურნალი 0,04
0,06
pH = 4,75 - ჟურნალი 0,666
pH = 4,75 + 0,1765
pH = 4.9265
ჩემ მიერ. დიოგო ლოპეს დიასი
