Beräkningen av pH är en viktig resurs som studenten har för att bestämma karaktär. sur, basisk eller neutral av en lösning. I denna text kommer vi att föreslå tips för att beräkna pH i en buffertlösning på ett enkelt sätt.
Det är anmärkningsvärt att en buffert-lösning kan bildas av följande blandningar:
Blandning av ett salt med en svag bas, som måste ha samma katjon som saltet. Det är en grundläggande buffert;
Blanda ett salt med en svag syra, som måste ha samma anjon som saltet. Det är en sur buffert.
Låt oss gå till tipsen ?!
1: a Tips: Formler efter typ av buffertlösning
När du har en sur buffertlösning, använd:
pH = pKa + log [salt]
[syra]
När du har en grundläggande buffertlösning, använd:
pOH = pKb + log [salt]
[bas]
När du har en grundläggande buffertlösning och en annan Kw (Water Ionization Constant), använd:
pH = pKb - pKb - log [salt]
[bas]
2: a Tips: När övningen ger deltagarnas koncentrationer och joniseringskonstant...
Vi kommer att ha koncentrationen av syran eller basen som bildar lösningen;
Vi kommer att ha den koncentration av salt som bildar lösningen;
Vi kommer att ha joniseringskonstanten (Ka eller Kb) för syran eller basen som bildar lösningen.
Exempel: (UNIFOR-CE-anpassad) En blandning av mjölksyra (CH3CH (OH) COOH) och natriumlaktat (CH3CH (OH) COONa) i vattenlösning fungerar som en buffertlösning, det vill säga det ändrar praktiskt taget inte sitt pH genom tillsats av H+ eller åh-. En lösning innehållande 0,12 mol / L mjölksyra och 0,12 mol / L natriumlaktat har ett pH som kan beräknas med ekvationen:
pH = pKa + log [salt]
[syra]
Ka = 1,0x10-4 = syrajoniseringskonstant. Försumma mängden syra som genomgår jonisering, bestäm pH-värdet för lösningen.
Upplösning:
I detta exempel har vi en buffertlösning som består av salt och syra. Uppgifterna är:
[salt] = 0,12 mol / 1
[syra] = 0,12 mol / l
Ka = 1,10-4
NOTERA: övningen gav Ka, men i formeln använder vi pKa, vilket helt enkelt är - logKa.
Eftersom det är en syrabuffert, använd bara uttrycket:
pH = pKa + log [salt]
[syra]
pH = - log 1,10-4 + logg 0,12
0,12
pH = - log10-4 + logg 0,12
0,12
pH = 4 log 10 + log 1
pH = 4,1 + 0
pH = 4
3: e tips: När träning kräver att du ändrar pH i en buffertlösning som har fått en mängd stark syra eller bas ...
Motion ger den koncentration av syra eller bas som bildar den;
Vi kommer att ha den koncentration av salt som bildar lösningen;
Vi kommer att ha joniseringskonstanten (Ka eller Kb) för syran eller basen som bildar lösningen;
Motion ger pH-värdet för bufferten efter tillsats av den starka syran eller basen;
Det är nödvändigt att hitta buffertens pH-värde innan du tillsätter syran eller den starka basen;
Sedan måste vi subtrahera pH efter tillsats från pH före tillsats.
Exempel: (Unimontes-MG) En liter buffertlösning innehåller 0,2 mol / L natriumacetat och 0,2 mol / L ättiksyra. Genom att tillsätta natriumhydroxid ändrades lösningens pH till 4,94. Med tanke på att pKa för ättiksyra är 4,76 vid 25 ° C, vad är förändringen i pH för buffertlösningen?
Upplösning: I det här exemplet har vi en buffertlösning bildad av salt och syra. Uppgifterna är:
pH efter tillsats av stark bas = 4,94
[salt] = 0,2 mol / 1
[syra] = 0,2 mol / 1
pKa = 4,76
Inledningsvis måste vi beräkna buffertens pH innan vi tillsätter den starka basen. För detta måste vi använda uttrycket för syrabuffert:
pH = pKa + log [salt]
[syra]
pH = 4,76 + log 0,2
0,2
pH = 4,76 + log 1
pH = 4,76 + 0
pH = 4,76
Slutligen subtraherar vi pH efter tillsats av bas från pH före tillsats:
ΔpH = efter - före tillsats av bas
ΔpH = 4,94 - 4,76
ΔpH = 0,18
4: e tipset: Beräkna pH för en buffert när övningen ger massan av en av deltagarna
Motion ger koncentrationen eller mängden materia av syra, bas eller salt som bildar den;
När övningen ger mängden materia (mol) kommer den också att ge volymen, för i pH-beräkningen använder vi koncentration (dividerar molen med volymen);
Vi kommer att ha joniseringskonstanten (Ka eller Kb) för syran eller basen som bildar lösningen;
Det är nödvändigt att beräkna molmassan och mängden materia för deltagaren som fick massan i övningen.
Exempel: (UFES - anpassad) En lösning framställdes genom tillsats av 0,30 mol ättiksyra och 24,6 gram natriumacetat i en tillräcklig mängd vatten för att slutföra 1,0 liter lösning. CH-systemet3COOH och CH3COONa utgör en buffertlösning där detta system är i jämvikt. Således bestämmer du pH för den beredda lösningen. (Data: Ka = 1,8 × 10-5, log 1,8 = 0,26)
Upplösning:
Uppgifterna från övningen var:
Ka = 1,8 × 10-5
log 1,8 = 0,26
Volym = 1L
Antal mol syra 0,30 mol
-
Eftersom volymen är 1 liter, så är [syra] = 0,30 mol / l
Sluta inte nu... Det finns mer efter reklam;)
Massa av använt salt = 24,6 g
Först: Vi måste beräkna molär massa (M1) salt:
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
Andra: Låt oss nu bestämma antalet mol salt genom att dela massan som tillhandahålls av övningen av molär massa hittades:
n = 24,6
82
n = 0,3 mol
Tredje: Vi måste beräkna molär koncentration av saltet genom att dividera antalet mol med den tillförda volymen:
M = Nej
V
M = 0,3
1
M = 0,3 mol / l
Rum: Vi måste beräkna pH med hjälp av uttrycket för sur buffertlösning:
pH = pKa + log [salt]
[syra]
pH = -log 1,8,10-5 + logg 0.3
0,3
pH = 5 - log 1,8 + log 1
pH = 5 - 0,26 + 0
pH = 4,74
5: e tips: Beräkna pH för en buffertlösning som bereddes genom att blanda en syra och en bas
Vi kommer att ha molkoncentrationen och volymen av den sura lösningen;
Vi kommer att ha den molära koncentrationen och volymen av baslösningen;
Vi kommer att ha joniseringskonstanten för syran eller basen;
Bestäm antalet mol syra och bas som används i beredningen (multiplicera molkoncentrationen med volymen);
Respektera det stökiometriska förhållandet, det vill säga för varje H + av syran, används en OH- av basen för att neutralisera;
När syra och bas neutraliserar varandra och bildar ett salt måste vi veta om det finns någon syra (syrabuffert) eller bas (basisk buffert) kvar;
Bestäm molkoncentrationen av rester och salt genom att dela deras molantal med volymen (summan av de volymer som används i beredningen).
Exempel: (UEL) Buffertlösningar är lösningar som motstår förändringen i pH när syror eller baser tillsätts eller när utspädning sker. Dessa lösningar är särskilt viktiga i biokemiska processer, eftersom många biologiska system är pH-beroende. Exempelvis nämns pH-beroendet av klyvningshastigheten för amidbindningen av aminosyran trypsin med enzymet. chymotrypsin, i vilken en förändring av en enhet av pH 8 (optimalt pH) till 7 resulterar i en 50% reduktion av verkan enzymatisk. För att buffertlösningen ska ha en signifikant buffertverkan måste den ha jämförbara mängder konjugerad syra och bas. I ett kemilaboratorium framställdes en buffertlösning genom att blanda 0,50 liter etansyra (CH3COOH) 0,20 mol L-1 med 0,50 L natriumhydroxid (NaOH) 0,10 mol L-1. (Givet: pKa av etansyra = 4,75)
Upplösning:
Uppgifterna från övningen är:
[syra] = 0,20 mol / l
Syravolym = 0,5 liter
[bas] = 0,10 mol / l
Basvolym = 0,5 l
pKa = 4,75
Först: beräkning av antalet mol syra (na):
na = 0,20. 0,5
na = 0,1 mol
Andra: beräkning av antalet mol av basen:
nb = 0,10. 0,5
nb = 0,05 mol
Tredje: Bestäm vem som är kvar i lösningen:
Etansyra har bara ett joniserbart väte och basen har en hydroxylgrupp, så förhållandet mellan dem är 1: 1. Så antalet mol av båda bör vara detsamma, men vi har en större mängd (0,1 mol) syra än mängden bas (0,05 mol), vilket lämnar 0,05 mol syra.
Rum: Bestämning av antalet mol salt
Eftersom den bildade mängden salt alltid är relaterad till komponenterna med mindre stökiometrisk proportion (balansering), i detta exempel följer mängden salt koefficient 1, det vill säga dess molnummer är också 0,5 mol.
Femte: Bestämning av molkoncentrationen av syra och salt
0,5 1 syra blandades med 0,5 1 bas, vilket resulterade i en volym av 1 L. Således är syra- och saltkoncentrationen lika med 0,05 mol / l.
Sjätte: pH-bestämning
Eftersom bufferten är sur, använd bara värdena i följande uttryck:
pH = pKa + log [salt]
[syra]
pH = 4,75 + log 0,05
0,05
pH = 4,75 + log 1
pH = 4,75 + 0
pH = 4,75
Tips 6: När övningen ifrågasätter det nya pH-värdet efter tillsats av en mängd stark syra eller bas ...
Vi kommer att ha värdet av molkoncentrationen av syran eller basen som tillsattes bufferten;
Vi måste ha den molära koncentrationen av saltet, syran eller basen som bildar bufferten. Om vi inte har det, beräkna det bara enligt tidigare tips;
Den tillsatta koncentrationen kommer alltid att subtraheras från syra- eller baskoncentrationen;
Den tillsatta koncentrationen kommer alltid att läggas till saltkoncentrationen.
Exempel: Bestäm buffertlösningens pH efter tillsats av 0,01 mol NaOH med vetskap om att vi i 1,0 L av den beredda lösningen har 0,05 mol / L ättiksyra och 0,05 mol / L natriumacetat. Data: (pKa = 4,75, log 0,0666 = 0,1765)
Upplösning:
Uppgifter som tillhandahålls:
[salt] = 0,05 mol / l
[syra] = 0,05 mol / l
[bas tillsatt till buffert] = 0,01 mol / L
pKa = 4,75
pH = pKa - log (saltbas)
(syra + bas)
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
Av mig Diogo Lopes Dias
