Výpočet pH je dôležitým zdrojom, ktorý musí študent určiť. kyslé, zásadité alebo neutrálne a Riešenie. V tomto texte navrhneme tipy na výpočet pH tlmivého roztoku jednoduchým spôsobom.
Je pozoruhodné, že a Tlmivého roztoku môžu byť tvorené nasledujúcimi zmesami:
Zmes soli so slabým základom, ktorý musí mať rovnaký katión ako soľ. Je to základný nárazník;
Miešanie soli so slabou kyselinou, ktorá musí mať rovnaký anión ako soľ. Je to kyslý pufor.
Poďme na tipy ?!
1. tip: Vzorce podľa typu tlmivého roztoku
Ak máte kyslý tlmivý roztok, použite:
pH = pKa + log [soľ]
[kyselina]
Ak máte základný tlmivý roztok, použite:
pOH = pKb + log [soľ]
[základ]
Ak máte základný tlmivý roztok a iný Kw (konštanta ionizácie vodou), použite:
pH = pKb - pKb - log [soľ]
[základ]
2. tip: Keď cvičenie poskytuje koncentrácie účastníkov a ionizačná konštanta...
Budeme mať koncentráciu kyseliny alebo zásady, ktoré tvoria roztok;
Budeme mať koncentráciu soli, ktorá tvorí roztok;
Budeme mať ionizačnú konštantu (Ka alebo Kb) kyseliny alebo zásady, ktoré tvoria roztok.
Príklad: (UNIFOR-CE-Adapted) Zmes kyseliny mliečnej (CH3CH (OH) COOH) a laktát sodný (CH3CH (OH) COONa) vo vodnom roztoku funguje ako tlmivý roztok, to znamená, že prakticky nemení svoje pH pridaním H+ alebo oh-. Roztok obsahujúci 0,12 mol / l kyseliny mliečnej a 0,12 mol / l laktátu sodného má pH, ktoré sa dá vypočítať podľa rovnice:
pH = pKa + log [soľ]
[kyselina]
Ka = 1,0 x 10-4 = konštanta kyslej ionizácie. Ak nezanedbáte množstvo kyseliny, ktorá prechádza ionizáciou, stanovte hodnotu pH roztoku.
Rozhodnutie:
V tomto príklade máme tlmivý roztok zložený zo soli a kyseliny. Poskytnuté údaje sú:
[soľ] = 0,12 mol / l
[kyselina] = 0,12 mol / l
Ka = 1,10-4
POZNÁMKA: cvičenie dalo Ka, ale vo vzorci použijeme pKa, čo je jednoducho - logKa.
Pretože ide o kyslý tlmivý roztok, stačí použiť výraz:
pH = pKa + log [soľ]
[kyselina]
pH = - log 1,10-4 + denník 0,12
0,12
pH = - log10-4 + denník 0,12
0,12
pH = 4 log 10 + log 1
pH = 4,1 + 0
pH = 4
3. tip: Keď cvičenie vyžaduje zmenu pH tlmivého roztoku, ktorý prijal množstvo silnej kyseliny alebo zásady ...
Cvičenie zabezpečí koncentráciu kyseliny alebo zásady, ktoré ju tvoria;
Budeme mať koncentráciu soli, ktorá tvorí roztok;
Budeme mať ionizačnú konštantu (Ka alebo Kb) kyseliny alebo zásady, ktoré tvoria roztok;
Cvičenie poskytne hodnotu pH pufra po pridaní silnej kyseliny alebo zásady;
Pred pridaním kyseliny alebo silnej bázy je potrebné zistiť hodnotu pH pufra;
Potom musíme odčítať pH po pridaní od pH pred pridaním.
Príklad: (Unimontes-MG) Jeden liter tlmivého roztoku obsahuje 0,2 mol / l octanu sodného a 0,2 mol / l kyseliny octovej. Pridaním hydroxidu sodného sa pH roztoku zmenilo na 4,94. Ak vezmeme do úvahy, že pKa kyseliny octovej je 4,76 pri 25 ° C, aká je zmena pH tlmivého roztoku?
Rozhodnutie: V tomto príklade máme tlmivý roztok tvorený soľou a kyselinou. Poskytnuté údaje sú:
pH po pridaní silnej bázy = 4,94
[soľ] = 0,2 mol / l
[kyselina] = 0,2 mol / l
pKa = 4,76
Spočiatku musíme vypočítať pH pufra pred pridaním silnej bázy. Na tento účel musíme použiť výraz pre kyslý pufer:
pH = pKa + log [soľ]
[kyselina]
pH = 4,76 + log 0,2
0,2
pH = 4,76 + log 1
pH = 4,76 + 0
pH = 4,76
Nakoniec odčítame pH po pridaní bázy od pH pred pridaním:
ΔpH = po - pred pridaním bázy
ΔpH = 4,94 - 4,76
ΔpH = 0,18
4. tip: Výpočet pH pufra, keď cvičenie poskytuje hmotnosť jedného z účastníkov
Cvičenie poskytne koncentráciu alebo množstvo látky, ktoré ju tvoria kyseliny, zásady alebo soli;
Keď cvičenie poskytne množstvo hmoty (mol), poskytne aj objem, pretože pri výpočte pH používame koncentráciu (delenie molu objemom);
Budeme mať ionizačnú konštantu (Ka alebo Kb) kyseliny alebo zásady, ktoré tvoria roztok;
Je potrebné vypočítať molárnu hmotnosť a množstvo hmoty účastníka, ktorému bola uvedená hmotnosť v cvičení.
Príklad: (UFES - adaptovaný) Roztok sa pripravil pridaním 0,30 mol kyseliny octovej a 24,6 gramov octanu sodného v dostatočnom množstve vody na doplnenie 1,0 litra roztoku. Systém CH3COOH a CH3COONa predstavuje tlmivý roztok, v ktorom je tento systém v rovnováhe. Stanovte teda pH pripraveného roztoku. (Údaje: Ka = 1,8 × 10-5, log 1,8 = 0,26)
Rozhodnutie:
Údaje poskytnuté cvičením boli:
Ka = 1,8 × 10-5
log 1,8 = 0,26
Objem = 1 L.
Počet mólov kyseliny 0,30 mol
Pretože objem je 1 1, tak [kyselina] = 0,30 mol / l
Hmotnosť použitej soli = 24,6 g
Najprv: Musíme vypočítať molárna hmota (M.1) soli:
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
Druhý: Teraz určme počet mólov soli vydelením hmotnosti poskytnutej cvičením číslom molárna hmota nájdené:
n = 24,6
82
n = 0,3 mol
Po tretie: Musíme vypočítať molárna koncentrácia soli vydelením počtu mólov dodaným objemom:
M = č
V.
M = 0,3
1
M = 0,3 mol / l
Izba: Musíme vypočítať pH pomocou výrazu pre kyslý tlmivý roztok:
pH = pKa + log [soľ]
[kyselina]
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. tip: Výpočet pH tlmivého roztoku, ktorý bol pripravený zmiešaním kyseliny a zásady
Budeme mať molárnu koncentráciu a objem kyslého roztoku;
Budeme mať molárnu koncentráciu a objem základného roztoku;
Budeme mať ionizačnú konštantu kyseliny alebo zásady;
Určte počet mólov kyseliny a zásady použitých pri príprave (vynásobte molárnu koncentráciu objemom);
Rešpektujte stechiometrický pomer, to znamená, že pre každý H + kyseliny sa na neutralizáciu použije OH- zásady;
Pretože sa kyselina a zásada navzájom neutralizujú a tvoria soľ, musíme vedieť, či zostala nejaká kyselina (kyslý tlmivý roztok) alebo zásada (zásaditý tlmivý roztok);
Stanovte molárnu koncentráciu zvyškov a solí vydelením ich molárnych čísel objemom (súčet objemov použitých v prípravku).
Príklad: (UEL) Pufrovacie roztoky sú roztoky, ktoré odolávajú zmenám pH pri pridávaní kyselín alebo zásad alebo pri zriedení. Tieto roztoky sú obzvlášť dôležité v biochemických procesoch, pretože veľa biologických systémov závisí od pH. Napríklad je uvedená závislosť pH na rýchlosti štiepenia amidovej väzby aminokyseliny trypsínu enzýmom. chymotrypsín, pri ktorom zmena jednej jednotky pH 8 (optimálne pH) na 7 vedie k 50% zníženiu účinku enzymatický. Aby tlmivý roztok mal významný tlmivý účinok, musí mať porovnateľné množstvo konjugovanej kyseliny a zásady. V chemickom laboratóriu sa pufrový roztok pripravil zmiešaním 0,50 1 kyseliny etánovej (CH3COOH) 0,20 mol L-1 s 0,50 I hydroxidu sodného (NaOH) 0,10 mol L-1. (Dané: pKa kyseliny etánovej = 4,75)
Rozhodnutie:
Údaje poskytnuté cvičením sú:
[kyselina] = 0,20 mol / l
Objem kyseliny = 0,5 l
[báza] = 0,10 mol / l
Objem základne = 0,5 L
pKa = 4,75
Najprv: výpočet počtu mólov kyseliny (na):
na = 0,20. 0,5
na = 0,1 mol
Druhý: výpočet počtu mólov bázy:
nb = 0,10. 0,5
nb = 0,05 mol
Po tretie: Určte, kto zostane v riešení:
Kyselina etánová má iba jeden ionizovateľný vodík a zásada má hydroxylovú skupinu, takže pomer medzi nimi je 1: 1. Takže počet mólov oboch by mal byť rovnaký, ale máme väčšie množstvo (0,1 molu) kyseliny ako množstvo zásady (0,05 molu), takže 0,05 molu kyseliny zostáva.
Izba: Stanovenie počtu mólov soli
Pretože množstvo vytvorenej soli vždy súvisí so zložkami menšieho stechiometrického podielu (vyváženie), v tomto príklade sa množstvo soli riadi koeficientom 1, to znamená, že jeho molárne číslo je tiež 0,5 mol.
Piaty: Stanovenie molárnej koncentrácie kyseliny a soli
0,5 1 kyseliny sa zmiešalo s 0,5 1 bázy, čím sa získal objem 1 l. Koncentrácia kyseliny a soli sa teda rovná 0,05 mol / l.
Šiesty: stanovenie pH
Pretože je pufor kyslý, stačí použiť hodnoty v nasledujúcom výraze:
pH = pKa + log [soľ]
[kyselina]
pH = 4,75 + log 0,05
0,05
pH = 4,75 + log 1
pH = 4,75 + 0
pH = 4,75
6. tip: Keď cvičenie spochybňuje novú hodnotu pH po pridaní množstva silnej kyseliny alebo zásady ...
Budeme mať hodnotu molárnej koncentrácie kyseliny alebo zásady, ktorá bola pridaná do tlmivého roztoku;
Musíme mať molárnu koncentráciu soli, kyseliny alebo zásady, ktorá tvorí pufer. Ak ho nemáme, jednoducho si ho vypočítajte, ako je uvedené v predchádzajúcich tipoch;
Pridaná koncentrácia sa vždy odčíta od koncentrácie kyseliny alebo zásady;
Pridaná koncentrácia sa vždy pripočíta k koncentrácii soli.
Príklad: Stanovte pH tlmivého roztoku po pridaní 0,01 mol NaOH s vedomím, že v 1,0 I pripraveného roztoku máme 0,05 mol / l kyseliny octovej a 0,05 mol / l octanu sodného. Údaje: (pKa = 4,75, log 0,0666 = 0,1765)
Rozhodnutie:
Poskytnuté údaje:
[soľ] = 0,05 mol / l
[kyselina] = 0,05 mol / l
[báza pridaná do tlmivého roztoku] = 0,01 mol / l
pKa = 4,75
pH = pKa - log (soľ - báza)
(kyselina + zásada)
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
Podľa mňa. Diogo Lopes Dias
Zdroj: Brazílska škola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculo-ph-uma-solucao-tampao.htm
