Izračun pH je pomemben vir študenta, da določi značaj. kislo, bazično ali nevtralno a rešitev. V tem besedilu bomo predlagali nasveti za izračun pH puferske raztopine na preprost način.
Omeniti velja, da a puferska raztopina lahko tvorijo naslednje mešanice:
Mešanica soli s šibko bazo, ki mora imeti enak kation kot sol. Je osnovni blažilnik;
Mešanje soli s šibko kislino, ki mora imeti enak anion kot sol. Je kisel pufer.
Gremo k nasvetom ?!
1. nasvet: Formule glede na vrsto puferske raztopine
Ko imate kislo pufersko raztopino, uporabite:
pH = pKa + log [sol]
[kislina]
Ko imate osnovno vmesno rešitev, uporabite:
pOH = pKb + log [sol]
[osnova]
Ko imate osnovno pufersko raztopino in drugačno Kw (konstanto za ionizacijo vode), uporabite:
pH = pKb - pKb - log [sol]
[osnova]
2. nasvet: Ko vaja zagotavlja koncentracijo udeležencev in ionizacijska konstanta...
Imeli bomo koncentracijo kisline ali baze, ki tvori raztopino;
Imeli bomo koncentracijo soli, ki tvori raztopino;
Imeli bomo ionizacijsko konstanto (Ka ali Kb) kisline ali baze, ki tvori raztopino.
Primer: (Prilagojeno UNIFOR-CE) Mešanica mlečne kisline (CH3CH (OH) COOH) in natrijev laktat (CH3CH (OH) COONa) v vodni raztopini deluje kot puferska raztopina, to pomeni, da z dodajanjem H praktično ne spremeni pH+ ali oh-. Raztopina, ki vsebuje 0,12 mol / L mlečne kisline in 0,12 mol / L natrijevega laktata, ima pH, ki ga lahko izračunamo z enačbo:
pH = pKa + log [sol]
[kislina]
Ka = 1,0x10-4 = konstanta ionizacijske kisline. Če zanemarimo količino kisline, ki je ionizirana, določimo pH vrednost raztopine.
Resolucija:
V tem primeru imamo pufersko raztopino, sestavljeno iz soli in kisline. Navedeni podatki so:
[sol] = 0,12 mol / l
[kislina] = 0,12 mol / l
Ka = 1,10-4
OPOMBA: vaja je dala Ka, vendar v formuli uporabljamo pKa, kar je preprosto - logKa.
Ker gre za kislinski pufer, samo uporabite izraz:
pH = pKa + log [sol]
[kislina]
pH = - log 1.10-4 + dnevnik 0,12
0,12
pH = - log10-4 + dnevnik 0,12
0,12
pH = 4. log 10 + log 1
pH = 4,1 + 0
pH = 4
3. nasvet: Kadar vaja zahteva spremembo pH puferske raztopine, ki je prejela količino močne kisline ali baze ...
Vadba bo zagotovila koncentracijo kisline ali baze, ki jo tvori;
Imeli bomo koncentracijo soli, ki tvori raztopino;
Imeli bomo ionizacijsko konstanto (Ka ali Kb) kisline ali baze, ki tvori raztopino;
Vadba bo zagotovila pH vrednost pufra po dodajanju močne kisline ali baze;
Pred dodajanjem kisline ali močne baze je treba najti pH vrednost pufra;
Nato moramo pH od dodajanja odšteti od pH pred dodajanjem.
Primer: (Unimontes-MG) En liter puferske raztopine vsebuje 0,2 mol / L natrijevega acetata in 0,2 mol / L ocetne kisline. Z dodajanjem natrijevega hidroksida se je pH raztopine spremenil na 4,94. Kakšna je sprememba pH puferske raztopine glede na pKa ocetne kisline 4,76 pri 25 ° C?
Resolucija: V tem primeru imamo pufersko raztopino, ki jo tvorita sol in kislina. Navedeni podatki so:
pH po dodatku močne baze = 4,94
[sol] = 0,2 mol / l
[kislina] = 0,2 mol / l
pKa = 4,76
Sprva moramo izračunati pH pufra, preden dodamo močno bazo. Za to moramo uporabiti izraz za kislinski pufer:
pH = pKa + log [sol]
[kislina]
pH = 4,76 + log 0,2
0,2
pH = 4,76 + log 1
pH = 4,76 + 0
pH = 4,76
Na koncu odštejemo pH po dodajanju baze od pH pred dodajanjem:
ΔpH = po - pred dodajanjem baze
ΔpH = 4,94 - 4,76
ΔpH = 0,18
4. nasvet: Izračun pH pufra, ko vaja zagotavlja maso enega od udeležencev
Vadba bo zagotovila koncentracijo ali količino snovi kisline, baze ali soli, ki jo tvori;
Ko vaja zagotovi količino snovi (mol), bo zagotovila tudi prostornino, saj pri izračunu pH uporabimo koncentracijo (delitev mola na prostornino);
Imeli bomo ionizacijsko konstanto (Ka ali Kb) kisline ali baze, ki tvori raztopino;
Izračunati je treba molsko maso in količino snovi udeleženca, ki ji je bila dana masa pri vaji.
Primer: (UFES - prilagojeno) Raztopino smo pripravili z dodajanjem 0,30 mol ocetne kisline in 24,6 gramov natrijevega acetata v zadostni količini vode, da smo dopolnili 1,0 litra raztopine. CH sistem3COOH in CH3COONa predstavlja pufersko raztopino, v kateri je ta sistem v ravnovesju. Tako določite pH pripravljene raztopine. (Podatki: Ka = 1,8 × 10-5, log 1,8 = 0,26)
Resolucija:
Podatki, pridobljeni z vajo, so bili:
Ka = 1,8 × 10-5
log 1,8 = 0,26
Prostornina = 1L
Število molov kisline 0,30 mol
-
Ker je prostornina 1L, je [kislina] = 0,30 mol / L
Ne ustavi se zdaj... Po oglaševanju je še več;)
Masa uporabljene soli = 24,6 g
Prvič: Izračunati moramo molska masa (M1) 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
Drugič: Zdaj pa določimo število molov soli tako, da maso, zagotovljeno z vajo, delimo z molska masa najdeno:
n = 24,6
82
n = 0,3 mol
Tretjič: Izračunati moramo molska koncentracija soli tako, da se število molov deli s količino dobavljenega:
M = št
V
M = 0,3
1
M = 0,3 mol / l
Soba: PH moramo izračunati z uporabo izraza za kislo pufersko raztopino:
pH = pKa + log [sol]
[kislina]
pH = -log 1.8.10-5 + dnevnik 0,3
0,3
pH = 5 - log 1,8 + log 1
pH = 5 - 0,26 + 0
pH = 4,74
5. nasvet: Izračun pH puferske raztopine, pripravljene z mešanjem kisline in baze
Imeli bomo molsko koncentracijo in prostornino kisle raztopine;
Imeli bomo molsko koncentracijo in prostornino osnovne raztopine;
Imeli bomo ionizacijsko konstanto kisline ali baze;
Določite število molov kisline in baze, uporabljenih v pripravku (pomnožite molsko koncentracijo z volumnom);
Upoštevajte stehiometrično razmerje, to pomeni, da se za vsak H + kisline za nevtralizacijo uporablja OH- baze;
Ker se kislina in baza medsebojno nevtralizirata in tvorita sol, moramo vedeti, ali ostane kislina (kislinski pufer) ali baza (bazični pufer);
Določite molsko koncentracijo ostankov soli in soli tako, da njihova molska števila delite z volumnom (vsoto količin, uporabljenih v pripravku).
Primer: (UEL) Puferske raztopine so raztopine, ki se upirajo spremembi pH ob dodajanju kislin ali baz ali pri redčenju. Te raztopine so še posebej pomembne v biokemijskih procesih, saj je veliko bioloških sistemov odvisno od pH. Omenjena je na primer odvisnost pH od stopnje cepitve amidne vezi aminokislinskega tripsina z encimom. kimotripsin, pri katerem sprememba ene enote pH 8 (optimalni pH) na 7 povzroči 50% zmanjšanje delovanja encimski. Da ima puferska raztopina pomembno pufersko delovanje, mora imeti primerljive količine konjugirane kisline in baze. V kemijskem laboratoriju so pufersko raztopino pripravili z mešanjem 0,50 L etanojske kisline (CH3COOH) 0,20 mol L-1 z 0,50 L natrijevega hidroksida (NaOH) 0,10 mol L-1. (Glede na to: pKa etanojske kisline = 4,75)
Resolucija:
Podatki, pridobljeni z vajo, so:
[kislina] = 0,20 mol / l
Količina kisline = 0,5 L
[osnova] = 0,10 mol / l
Osnovna prostornina = 0,5 L
pKa = 4,75
Prvič: izračun števila molov kisline (na):
na = 0,20. 0,5
na = 0,1 mol
Drugič: izračun števila molov osnove:
nb = 0,10. 0,5
nb = 0,05 mol
Tretjič: Določite, kdo je ostal v raztopini:
Etanojska kislina ima samo en ionizirajoč se vodik, baza pa hidroksilno skupino, zato je razmerje med njima 1: 1. Torej mora biti število molov obeh enako, vendar imamo večjo količino (0,1 mola) kisline kot količina baze (0,05 mola), ostane 0,05 mola kisline.
Soba: Določanje števila molov soli
Ker je količina nastale soli vedno povezana s sestavinami manjšega stehiometričnega deleža (uravnoteženje), v tem primeru količina soli sledi koeficientu 1, to je tudi njeno molsko število 0,5 mol.
Peti: Določanje molske koncentracije kisline in soli
0,5 L kisline zmešamo z 0,5 L baze, kar ima za posledico volumen 1 L. Tako je koncentracija kisline in soli enaka 0,05 mol / l.
Šesti: Določanje pH
Ker je pufra kisla, uporabite vrednosti v naslednjem izrazu:
pH = pKa + log [sol]
[kislina]
pH = 4,75 + log 0,05
0,05
pH = 4,75 + log 1
pH = 4,75 + 0
pH = 4,75
6. nasvet: Ko vaja dvomi o novi vrednosti pH po dodajanju količine močne kisline ali baze ...
Imeli bomo vrednost molske koncentracije kisline ali baze, ki smo jo dodali v pufer;
Imeti moramo molsko koncentracijo soli, kisline ali baze, ki tvori pufer. V primeru, da ga nimamo, ga preprosto izračunajte, kot je razvidno iz prejšnjih nasvetov;
Dodana koncentracija se bo vedno odštela od koncentracije kisline ali baze;
Dodana koncentracija se bo vedno dodala koncentraciji soli.
Primer: Določimo pH puferske raztopine po dodajanju 0,01 mol NaOH, saj vemo, da imamo v 1,0 L pripravljene raztopine 0,05 mol / L ocetne kisline in 0,05 mol / L natrijevega acetata. Podatki: (pKa = 4,75, log 0,0666 = 0,1765)
Resolucija:
Navedeni podatki:
[sol] = 0,05 mol / l
[kislina] = 0,05 mol / l
[baza dodana v pufer] = 0,01 mol / L
pKa = 4,75
pH = pKa - log (sol - osnova)
(kislina + baza)
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
Jaz, Diogo Lopes Dias
