Rēķins pH ir svarīgs resurss, kas studentam jānosaka raksturs. skābs, bāzisks vai neitrāls gada a risinājums. Šajā tekstā mēs ierosināsim padomi buferšķīduma pH aprēķināšanai vienkāršā veidā.
Jāatzīmē, ka a buferšķīdums var veidot ar šādiem maisījumiem:
Sāls maisījums ar vāju bāzi, kam jābūt tādam pašam katjonam kā sāls. Tas ir pamata buferis;
Sāls sajaukšana ar vāju skābi, kurai jābūt tādam pašam anjonam kā sāls. Tas ir skābs buferis.
Pārejam pie padomiem ?!
1. padoms: formulas pēc buferšķīduma veida
Kad jums ir skābs buferšķīdums, izmantojiet:
pH = pKa + log [sāls]
[skābe]
Ja jums ir bufera pamata risinājums, izmantojiet:
pOH = pKb + žurnāls [sāls]
[bāze]
Kad jums ir buferšķīdums un cits Kw (ūdens jonizācijas konstante), izmantojiet:
pH = pKb - pKb - log [sāls]
[bāze]
2. padoms: Kad vingrinājums nodrošina dalībnieku koncentrāciju un jonizācijas konstante...
Mums būs skābes vai bāzes koncentrācija, kas veido šķīdumu;
Mums būs sāls koncentrācija, kas veido šķīdumu;
Mums būs skābes vai bāzes jonizācijas konstante (Ka vai Kb), kas veido šķīdumu.
Piemērs: (UNIFOR-CE pielāgots) Pienskābes (CH3CH (OH) COOH) un nātrija laktāts (CH3CH (OH) COONa) ūdens šķīdumā darbojas kā buferšķīdums, tas ir, tas praktiski nemaina savu pH, pievienojot H+ vai ak-. Šķīduma satur 0,12 mol / l pienskābes un 0,12 mol / l nātrija laktāta pH, kuru var aprēķināt pēc vienādojuma:
pH = pKa + log [sāls]
[skābe]
Ka = 1,0x10-4 = skābes jonizācijas konstante. Novērojot skābes daudzumu, kas pakļauts jonizācijai, nosaka šķīduma pH vērtību.
Izšķirtspēja:
Šajā piemērā mums ir buferšķīdums, kas sastāv no sāls un skābes. Sniegtie dati ir:
[sāls] = 0,12 mol / L
[skābe] = 0,12 mol / L
Ka = 1,10-4
PIEZĪME: vingrinājums deva Ka, bet formulā mēs izmantojam pKa, kas ir vienkārši - logKa.
Tā kā tas ir skābes buferis, vienkārši izmantojiet izteicienu:
pH = pKa + log [sāls]
[skābe]
pH = - log 1,10-4 + žurnāls 0,12
0,12
pH = - log10-4 + žurnāls 0,12
0,12
pH = 4. log 10 + log 1
pH = 4,1 + 0
pH = 4
3. padoms: ja vingrinājumam ir jāmaina buferšķīduma pH, kas ir saņēmis spēcīgas skābes vai bāzes daudzumu ...
Vingrojumi nodrošinās skābes vai bāzes koncentrāciju, kas to veido;
Mums būs sāls koncentrācija, kas veido šķīdumu;
Mums būs skābes vai bāzes jonizācijas konstante (Ka vai Kb), kas veido šķīdumu;
Vingrinājumi nodrošinās bufera pH vērtību pēc stiprās skābes vai bāzes pievienošanas;
Pirms skābes vai stiprās bāzes pievienošanas ir jāatrod bufera pH vērtība;
Tad mums pēc pievienošanas jāatņem pH pēc pievienošanas.
Piemērs: (Unimontes-MG) Viens litrs buferšķīduma satur 0,2 mol / l nātrija acetāta un 0,2 mol / L etiķskābes. Pievienojot nātrija hidroksīdu, šķīduma pH mainījās uz 4,94. Ņemot vērā, ka etiķskābes pKa 25 ° C temperatūrā ir 4,76, kādas ir buferšķīduma pH izmaiņas?
Izšķirtspēja: Šajā piemērā mums ir buferšķīdums, ko veido sāls un skābe. Sniegtie dati ir:
pH pēc stiprās bāzes pievienošanas = 4,94
[sāls] = 0,2 mol / l
[skābe] = 0,2 mol / l
pKa = 4,76
Sākumā mums jāaprēķina bufera pH pirms stiprās bāzes pievienošanas. Lai to izdarītu, mums jāizmanto skābes bufera izteiksme:
pH = pKa + log [sāls]
[skābe]
pH = 4,76 + log 0,2
0,2
pH = 4,76 + log 1
pH = 4,76 + 0
pH = 4,76
Visbeidzot, pēc bāzes pievienošanas no pH pirms pievienošanas atņemam pH:
ΔpH = pēc - pirms bāzes pievienošanas
ΔpH = 4,94 - 4,76
ΔpH = 0,18
4. padoms: bufera pH aprēķināšana, kad vingrinājums nodrošina viena dalībnieka masu
Vingrojumi nodrošinās skābes, bāzes vai sāls vielas koncentrāciju vai daudzumu, kas to veido;
Kad vingrinājums nodrošina vielas daudzumu (mol), tas nodrošinās arī tilpumu, jo pH aprēķinā mēs izmantojam koncentrāciju (dalot mol ar tilpumu);
Mums būs skābes vai bāzes jonizācijas konstante (Ka vai Kb), kas veido šķīdumu;
Ir jāaprēķina tā dalībnieka molārā masa un vielas daudzums, kuram vingrinājumā tika dota masa.
Piemērs: (UFES - pielāgots) Šķīdumu sagatavoja, pievienojot 0,30 mol etiķskābes un 24,6 gramus nātrija acetāta pietiekamā daudzumā ūdens, lai iegūtu 1,0 litru šķīduma. CH sistēma3COOH un CH3COONa ir buferšķīdums, kurā šī sistēma ir līdzsvarā. Tādējādi nosaka sagatavotā šķīduma pH. (Dati: Ka = 1,8 × 10-5log 1,8 = 0,26)
Izšķirtspēja:
Vingrinājumā sniegtie dati bija:
Ka = 1,8 × 10-5
log 1,8 = 0,26
Tilpums = 1L
Skābes molu skaits 0,30 molu
-
Tā kā tilpums ir 1 L, tā [skābe] = 0,30 mol / L
Nepārtrauciet tūlīt... Pēc reklāmas ir vairāk;)
Izmantotās sāls masa = 24,6 g
Pirmkārt: Mums jāaprēķina molārā masa (M1) sāls:
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
Otrkārt: Tagad nosakīsim sāls molu skaitu, dalot vingrinājumā iegūto masu ar molārā masa atrasts:
n = 24,6
82
n = 0,3 mol
Trešais: Mums jāaprēķina molārā koncentrācija sāls daudzumu, dalot molu skaitu ar piegādāto tilpumu:
M = Nē
V
M = 0,3
1
M = 0,3 mol / l
Istaba: Mums jāaprēķina pH, izmantojot skāba buferšķīduma izteiksmi:
pH = pKa + log [sāls]
[skābe]
pH = -log 1,8.10-5 + log 0,3
0,3
pH = 5 - log 1,8 + log 1
pH = 5 - 0,26 + 0
pH = 4,74
5. padoms. Aprēķinot buferšķīduma pH, kas tika pagatavots, sajaucot skābi un bāzi
Mums būs skābā šķīduma molārā koncentrācija un tilpums;
Mums būs bāzes šķīduma molārā koncentrācija un tilpums;
Mums būs skābes vai bāzes jonizācijas konstante;
Nosaka preparātā izmantoto skābes un bāzes molu skaitu (reizinot molāro koncentrāciju ar tilpumu);
Ievērojiet stehiometrisko attiecību, tas ir, katram skābes H +, neitralizēšanai izmanto bāzes OH-;
Tā kā skābe un bāze neitralizē viens otru un veido sāli, mums jāzina, vai vēl ir kāda skābe (skābes buferis) vai bāze (bāzes buferis);
Nosaka atlikumu un sāls molisko koncentrāciju, dalot to molu skaitu ar tilpumu (preparātā izmantoto tilpumu summa).
Piemērs: (UEL) Buferšķīdumi ir šķīdumi, kas pretojas pH izmaiņām, pievienojot skābes vai bāzes vai kad notiek atšķaidīšana. Šie risinājumi ir īpaši svarīgi bioķīmiskos procesos, jo daudzas bioloģiskās sistēmas ir atkarīgas no pH. Piemēram, tiek pieminēta pH atkarība no aminoskābes tripsīna amīda saites ātruma ar fermentu. himotripsīns, kurā vienas pH 8 vienības (optimālā pH) maiņa līdz 7 izraisa darbības samazināšanos par 50% fermentatīvs. Lai buferšķīdumam būtu ievērojama buferdarbība, tam jābūt salīdzināmam konjugētās skābes un bāzes daudzumam. Ķīmijas laboratorijā buferšķīdumu sagatavoja, sajaucot 0,50 L etānskābes (CH3COOH) 0,20 mol L-1 ar 0,50 L nātrija hidroksīda (NaOH) 0,10 mol L-1. (Ņemot vērā: etānskābes pKa = 4,75)
Izšķirtspēja:
Vingrinājumā sniegtie dati ir:
[skābe] = 0,20 mol / L
Skābes tilpums = 0,5 l
[bāze] = 0,10 mol / L
Bāzes tilpums = 0,5 l
pKa = 4,75
Pirmkārt: skābes molu skaita aprēķins (na):
na = 0,20. 0,5
na = 0,1 mol
Otrkārt: bāzes molu skaita aprēķins:
nb = 0,10. 0,5
nb = 0,05 mol
Trešais: Nosakiet, kurš palicis šķīdumā:
Etānskābē ir tikai viens jonizējams ūdeņradis, un bāzē ir hidroksilgrupa, tāpēc attiecība starp tām ir 1: 1. Tātad abu molu skaitam jābūt vienādam, bet mums ir lielāks skābes daudzums (0,1 mols) nekā bāzes daudzums (0,05 moli), atstājot 0,05 molu skābes.
Istaba: Sāls molu skaita noteikšana
Tā kā izveidojies sāls daudzums vienmēr ir saistīts ar mazākas stehiometriskās proporcijas sastāvdaļām (līdzsvarojot), šajā piemērā sāls daudzums atbilst koeficientam 1, tas ir, tā molu skaits ir arī 0,5 mol.
Piektais: Skābes un sāls molārās koncentrācijas noteikšana
0,5 l skābes sajauca ar 0,5 l bāzes, iegūstot 1 l tilpumu. Tādējādi skābes un sāls koncentrācija ir vienāda ar 0,05 mol / l.
Sestais: pH noteikšana
Tā kā buferis ir skābs, vienkārši izmantojiet vērtības šādā izteiksmē:
pH = pKa + log [sāls]
[skābe]
pH = 4,75 + log 0,05
0,05
pH = 4,75 + log 1
pH = 4,75 + 0
pH = 4,75
6. padoms. Kad vingrinājums apšauba jauno pH vērtību pēc tam, kad ir pievienota spēcīgas skābes vai bāzes ...
Mums būs skābes vai bāzes molārās koncentrācijas vērtība, kas tika pievienota buferim;
Mums jābūt sāls, skābes vai bāzes molārajai koncentrācijai, kas veido buferi. Gadījumā, ja mums tā nav, vienkārši aprēķiniet to, kā redzams iepriekšējos padomos;
Pievienotā koncentrācija vienmēr tiks atņemta no skābes vai bāzes koncentrācijas;
Pievienotā koncentrācija vienmēr tiks pievienota sāls koncentrācijai.
Piemērs: Pēc 0,01 mol NaOH pievienošanas nosakiet buferšķīduma pH, zinot, ka 1,0 L sagatavotā šķīduma mums ir 0,05 mol / L etiķskābes un 0,05 mol / L nātrija acetāta. Dati: (pKa = 4,75, log 0,0666 = 0,1765)
Izšķirtspēja:
Sniegtie dati:
[sāls] = 0,05 mol / l
[skābe] = 0,05 mol / l
[buferim pievienotā bāze] = 0,01 mol / L
pKa = 4,75
pH = pKa - log (sāls - bāze)
(skābe + bāze)
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
Autors: Diogo Lopes Dias
