Skaičiavimas pH yra svarbus šaltinis, kurį studentas turi nustatyti charakteriui. rūgštus, bazinis arba neutralus a sprendimas. Šiame tekste mes pasiūlysime buferinio tirpalo pH apskaičiavimo patarimai paprastu būdu.
Pažymėtina, kad a buferinis tirpalas gali būti sudarytas iš šių mišinių:
Druskos su silpna baze mišinys, kurio katijonas turi būti toks pat kaip druskos. Tai yra pagrindinis buferis;
Druskos sumaišymas su silpna rūgštimi, kurios anijonas turi būti toks pat kaip druskos. Tai rūgštus buferis.
Eikime į patarimus ?!
1-as patarimas: Formulės pagal buferinio tirpalo tipą
Jei turite rūgštinį buferinį tirpalą, naudokite:
pH = pKa + log [druska]
[rūgštis]
Jei turite pagrindinį buferinį tirpalą, naudokite:
pOH = pKb + rąstas [druska]
[bazė]
Jei turite pagrindinį buferinį tirpalą ir kitokią Kw (vandens jonizacijos konstanta), naudokite:
pH = pKb - pKb - log [druska]
[bazė]
2-as patarimas: kai pratimas nurodo dalyvių koncentraciją ir jonizacijos konstanta...
Turėsime rūgšties arba bazės koncentraciją, kuri sudaro tirpalą;
Mes turėsime druskos koncentraciją, kuri sudaro tirpalą;
Turėsime rūgšties arba bazės, kuri sudaro tirpalą, jonizacijos konstantą (Ka arba Kb).
Pavyzdys: (UNIFOR-CE pritaikytas) Pieno rūgšties (CH3CH (OH) COOH) ir natrio laktatas (CH3CH (OH) COONa) vandeniniame tirpale veikia kaip buferinis tirpalas, tai yra praktiškai nekeičia savo pH pridedant H+ arba oi-. Tirpalo, kuriame yra 0,12 mol / l pieno rūgšties ir 0,12 mol / l natrio laktato, pH gali būti apskaičiuojamas pagal lygtį:
pH = pKa + log [druska]
[rūgštis]
Ka = 1,0x10-4 = rūgšties jonizacijos konstanta. Nepaisydami jonizuojamos rūgšties kiekio, nustatykite tirpalo pH vertę.
Rezoliucija:
Šiame pavyzdyje mes turime buferinį tirpalą, sudarytą iš druskos ir rūgšties. Pateikti duomenys yra:
[druska] = 0,12 mol / l
[rūgštis] = 0,12 mol / l
Ka = 1,10-4
PASTABA: pratimas davė Ka, bet formulėje naudojame pKa, kuris paprastai yra - logKa.
Kadangi tai yra rūgšties buferis, tiesiog naudokite posakį:
pH = pKa + log [druska]
[rūgštis]
pH = - log 1,10-4 + žurnalas 0,12
0,12
pH = - log10-4 + žurnalas 0,12
0,12
pH = 4. log 10 + log 1
pH = 4,1 + 0
pH = 4
3 patarimas: kai mankštai reikia pakeisti buferinio tirpalo, į kurį pateko daug stiprios rūgšties ar bazės, pH.
Pratimai užtikrins ją formuojančios rūgšties ar bazės koncentraciją;
Mes turėsime druskos koncentraciją, kuri sudaro tirpalą;
Turėsime rūgšties arba bazės, kuri sudaro tirpalą, jonizacijos konstantą (Ka arba Kb);
Pratimai suteiks buferio pH vertę pridėjus stiprios rūgšties ar bazės;
Prieš dedant rūgštį ar stiprią bazę, būtina rasti buferio pH vertę;
Tada po pridėjimo turime atimti pH po pridėjimo iš pH.
Pavyzdys: (Unimontes-MG) Viename litre buferinio tirpalo yra 0,2 mol / l natrio acetato ir 0,2 mol / l acto rūgšties. Pridedant natrio hidroksido, tirpalo pH pasikeitė į 4,94. Atsižvelgiant į tai, kad acto rūgšties pKa yra 4,76 25 ° C temperatūroje, koks yra buferinio tirpalo pH pokytis?
Rezoliucija: Šiame pavyzdyje yra buferinis tirpalas, kurį sudaro druska ir rūgštis. Pateikti duomenys yra:
pH pridėjus stiprios bazės = 4,94
[druska] = 0,2 mol / l
[rūgštis] = 0,2 mol / l
pKa = 4,76
Iš pradžių prieš pridedant stiprią bazę, turime apskaičiuoti buferio pH. Tam turime naudoti rūgšties buferio išraišką:
pH = pKa + log [druska]
[rūgštis]
pH = 4,76 + log 0,2
0,2
pH = 4,76 + log 1
pH = 4,76 + 0
pH = 4,76
Galiausiai, prieš pridėdami bazę, iš pH atimame pH:
ΔpH = po - prieš pridėjus bazę
ΔpH = 4,94 - 4,76
ΔpH = 0,18
4-as patarimas: apskaičiuokite buferio pH, kai atliekant pratimą gaunama vieno iš dalyvių masė
Mankštos metu gaunama rūgšties, bazės ar druskos koncentracija ar kiekis, kuris ją sudaro;
Kai pratimas pateikia medžiagos kiekį (mol), jis taip pat nurodo tūrį, nes apskaičiuojant pH mes naudojame koncentraciją (molį padalijame iš tūrio);
Turėsime rūgšties arba bazės, kuri sudaro tirpalą, jonizacijos konstantą (Ka arba Kb);
Būtina apskaičiuoti dalyvio, kuriam pratybose buvo suteikta masė, molinę masę ir materijos kiekį.
Pavyzdys: (UFES - pritaikytas) Tirpalas buvo paruoštas pridedant 0,30 molio acto rūgšties ir 24,6 g natrio acetato į pakankamą kiekį vandens, kad gautų 1,0 litro tirpalo. CH sistema3COOH ir CH3COONa yra buferinis tirpalas, kuriame ši sistema yra pusiausvyroje. Taigi nustatykite paruošto tirpalo pH. (Duomenys: Ka = 1,8 × 10-5, log 1,8 = 0,26)
Rezoliucija:
Pratyboje pateikti duomenys buvo:
Ka = 1,8 × 10-5
log 1,8 = 0,26
Tūris = 1L
Rūgšties molių skaičius - 0,30 molio
-
Kadangi tūris yra 1 l, tai [rūgštis] = 0,30 mol / l
Nesustokite dabar... Po reklamos yra daugiau;)
Panaudotos druskos masė = 24,6 g
Pirmas: Turime apskaičiuoti molinė masė (M1) druskos:
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
Antra: Dabar nustatykime druskos molių skaičių, pratybų metu gautą masę padalijant iš molinė masė rasta:
n = 24,6
82
n = 0,3 mol
Trečias: Turime apskaičiuoti molinė koncentracija druskos, dalijant apgamų skaičių iš tiekiamo tūrio:
M = ne
V
M = 0,3
1
M = 0,3 mol / l
Kambarys: Mes turime apskaičiuoti pH, naudodami rūgštinio buferinio tirpalo išraišką:
pH = pKa + log [druska]
[rūgštis]
pH = -log 1,8.10-5 + log 0,3
0,3
pH = 5 - log 1,8 ir log 1
pH = 5 - 0,26 + 0
pH = 4,74
5-as patarimas: apskaičiuokite buferinio tirpalo, kuris buvo paruoštas maišant rūgštį ir bazę, pH
Turėsime rūgščiojo tirpalo molinę koncentraciją ir tūrį;
Turėsime pagrindinio tirpalo molinę koncentraciją ir tūrį;
Turėsime rūgšties arba bazės jonizacijos konstantą;
Nustatykite preparate naudojamų rūgščių ir bazių molių skaičių (padauginkite molinę koncentraciją iš tūrio);
Laikykitės stechiometrinio santykio, ty kiekvienam rūgšties H + neutralizavimui naudojamas bazės OH-;
Kai rūgštis ir bazė neutralizuoja vienas kitą ir sudaro druską, turime žinoti, ar liko rūgšties (rūgšties buferis) ar bazės (bazinio buferio);
Nustatykite molinę likučių ir druskos koncentraciją, jų molių skaičių padalydami iš tūrio (preparate naudojamų tūrių suma).
Pavyzdys: Buferiniai tirpalai yra tirpalai, atsparūs pH pokyčiams, kai pridedama rūgščių ar bazių arba kai skiedžiama. Šie sprendimai yra ypač svarbūs biocheminiuose procesuose, nes daugelis biologinių sistemų priklauso nuo pH. Pvz., Minima pH priklausomybė nuo fermento aminorūgšties tripsino amidinio ryšio skilimo greičio. chimotripsino, kurio vieno pH 8 vieneto (optimalaus pH) pokytis iki 7 lemia 50% veikimo sumažėjimą fermentinis. Kad buferinis tirpalas turėtų reikšmingą buferinį poveikį, jis turi turėti panašų kiekį konjuguotos rūgšties ir bazės. Chemijos laboratorijoje buferinis tirpalas buvo paruoštas sumaišant 0,50 l etano rūgšties (CH3COOH) 0,20 mol L-1 su 0,50 L natrio hidroksido (NaOH) 0,10 mol L-1. (Duota: etano rūgšties pKa = 4,75)
Rezoliucija:
Pratyboje pateikti duomenys yra šie:
[rūgštis] = 0,20 mol / l
Rūgšties tūris = 0,5 l
[bazė] = 0,10 mol / l
Bazinis tūris = 0,5 l
pKa = 4,75
Pirmas: rūgšties (na) molių skaičiaus apskaičiavimas:
na = 0,20. 0,5
na = 0,1 mol
Antra: bazinio apgamo skaičiaus apskaičiavimas:
nb = 0,10. 0,5
nb = 0,05 mol
Trečias: Nustatykite, kas liko tirpale:
Etano rūgštis turi tik vieną jonizuojamą vandenilį, o bazė - hidroksilo grupę, todėl santykis tarp jų yra 1: 1. Taigi abiejų molių skaičius turėtų būti vienodas, tačiau turime daugiau rūgšties (0,1 molio) nei bazės (0,05 molio), paliekant 0,05 molio rūgšties.
Kambarys: Druskos molių skaičiaus nustatymas
Kadangi susidaręs druskos kiekis visada yra susijęs su mažesnės stechiometrinės dalies komponentais (balansuojant), šiame pavyzdyje druskos kiekis atitinka 1 koeficientą, tai yra, jo molių skaičius taip pat yra 0,5 mol.
Penkta: Rūgšties ir druskos molinės koncentracijos nustatymas
0,5 l rūgšties buvo sumaišyta su 0,5 l bazės, gaunant 1 l tūrį. Taigi rūgšties ir druskos koncentracija lygi 0,05 mol / l.
Šešta: pH nustatymas
Kadangi buferis yra rūgštus, tiesiog naudokite reikšmes šioje išraiškoje:
pH = pKa + log [druska]
[rūgštis]
pH = 4,75 + log 0,05
0,05
pH = 4,75 + log 1
pH = 4,75 + 0
pH = 4,75
6 patarimas: kai pratimas suabejoja nauja pH verte, pridėjus stiprios rūgšties ar bazės kiekį ...
Turėsime rūgšties arba bazės molinės koncentracijos, pridėtos prie buferio, vertę;
Mes turime turėti druskos, rūgšties ar bazės, kuri sudaro buferį, molinę koncentraciją. Jei to neturime, tiesiog apskaičiuokite, kaip parodyta ankstesniuose patarimuose;
Pridėta koncentracija visada bus atimta iš rūgšties ar bazės koncentracijos;
Pridedama koncentracija visada bus pridedama prie druskos koncentracijos.
Pavyzdys: Buferinio tirpalo pH nustatykite pridėję 0,01 mol NaOH, žinodami, kad 1,0 l paruošto tirpalo turime 0,05 mol / l acto rūgšties ir 0,05 mol / L natrio acetato. Duomenys: (pKa = 4,75, log 0,0666 = 0,1765)
Rezoliucija:
Pateikti duomenys:
[druska] = 0,05 mol / l
[rūgštis] = 0,05 mol / l
[bazė pridėta prie buferio] = 0,01 mol / l
pKa = 4,75
pH = pKa - log (druska - pagrindas)
(rūgštis + bazė)
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
Mano. Diogo Lopes Dias
