hesaplanması pH öğrencinin karakterini belirlemesi gereken önemli bir kaynaktır. asidik, bazik veya nötr bir çözüm. Bu metinde önereceğimiz bir tampon çözeltinin pH'ını hesaplamak için ipuçları basit bir şekilde.
Dikkat çekicidir ki bir tampon çözelti aşağıdaki karışımlarla oluşturulabilir:
Tuzla aynı katyona sahip olması gereken, zayıf baz ile tuzun karışımı. Temel bir tampondur;
Bir tuzun, tuzla aynı anyona sahip olması gereken zayıf bir asitle karıştırılması. Asidik bir tampondur.
İpuçlarına geçelim mi?!
1. İpucu: Tampon çözeltisinin türüne göre formüller
Asidik bir tampon çözeltiniz olduğunda şunları kullanın:
pH = pKa + log [tuz]
[asit]
Temel bir arabellek çözümünüz olduğunda şunları kullanın:
pOH = pKb + günlük [tuz]
[baz]
Temel bir tampon çözeltiniz ve farklı bir Kw (Su İyonizasyon Sabiti) varsa, şunu kullanın:
pH = pKb - pKb - log [tuz]
[baz]
2. İpucu: Egzersiz, katılımcıların konsantrasyonlarını sağladığında ve iyonlaşma sabiti...
Çözeltiyi oluşturan asit veya bazın konsantrasyonuna sahip olacağız;
Çözeltiyi oluşturan tuz konsantrasyonuna sahip olacağız;
Çözeltiyi oluşturan asit veya bazın iyonlaşma sabitine (Ka veya Kb) sahip olacağız.
Misal: (UNIFOR-CE-Uyarlanmış) Bir laktik asit karışımı (CH3CH(OH)COOH) ve sodyum laktat (CH3CH(OH)COONa) sulu çözeltide bir tampon çözelti olarak çalışır, yani pratik olarak H ilavesiyle pH'ını değiştirmez.+ ya da oh-. 0.12 mol/L laktik asit ve 0.12 mol/L sodyum laktat içeren bir çözeltinin pH'ı aşağıdaki denklemle hesaplanabilir:
pH = pKa + log [tuz]
[asit]
Ka = 1.0x10-4 = asit iyonizasyon sabiti. İyonlaşmaya uğrayan asit miktarını ihmal ederek çözeltinin pH değerini bulunuz.
Çözüm:
Bu örnekte, tuz ve asitten oluşan bir tampon çözeltimiz var. Sağlanan veriler şunlardır:
[tuz] = 0.12 mol/L
[asit] = 0.12 mol/L
Ka = 1.10-4
NOT: alıştırma Ka'yı verdi, ancak formülde biz pKa'yı kullanıyoruz, yani basitçe – logKa.
Bir asit tamponu olduğu için, sadece şu ifadeyi kullanın:
pH = pKa + log [tuz]
[asit]
pH = - log 1,10-4 + günlük 0,12
0,12
pH = - log10-4 + günlük 0,12
0,12
pH = 4.log 10 + log 1
pH = 4.1 + 0
pH = 4
3. İpucu: Egzersiz, bir miktar güçlü asit veya baz almış bir tampon çözeltinin pH'ını değiştirmeyi gerektirdiğinde...
Egzersiz, onu oluşturan asit veya bazın konsantrasyonunu sağlayacaktır;
Çözeltiyi oluşturan tuz konsantrasyonuna sahip olacağız;
Çözeltiyi oluşturan asit veya bazın iyonlaşma sabitine (Ka veya Kb) sahip olacağız;
Egzersiz, güçlü asit veya bazın eklenmesinden sonra tamponun pH değerini sağlayacaktır;
Asit veya kuvvetli bazı eklemeden önce tamponun pH değerini bulmak gerekir;
Ardından, eklemeden sonraki pH'ı, eklemeden önceki pH'dan çıkarmalıyız.
Misal: (Unimontes-MG) Bir litre tampon solüsyonu 0,2 mol/L sodyum asetat ve 0,2 mol/L asetik asit içerir. Sodyum hidroksit eklenerek çözeltinin pH'ı 4.94'e değiştirildi. 25°C'de asetik asidin pKa'sının 4.76 olduğu göz önüne alındığında, tampon çözeltisinin pH'ındaki değişim nedir?
çözüm: Bu örnekte tuz ve asitten oluşan bir tampon çözeltimiz var. Sağlanan veriler şunlardır:
Güçlü baz ilavesinden sonra pH = 4.94
[tuz] = 0,2 mol/L
[asit] = 0,2 mol/L
pKa = 4.76
Başlangıçta, güçlü bazı eklemeden önce tamponun pH'ını hesaplamalıyız. Bunun için asit tamponu ifadesini kullanmalıyız:
pH = pKa + log [tuz]
[asit]
pH = 4.76 + günlük 0,2
0,2
pH = 4.76 + log 1
pH = 4.76 + 0
pH = 4.76
Son olarak, bazın eklenmesinden sonraki pH'ı, eklemeden önceki pH'dan çıkarırız:
ΔpH = sonra - baz ilavesinden önce
ΔpH = 4,94 - 4,76
ΔpH = 0.18
4. İpucu: Egzersiz katılımcılardan birinin kütlesini sağladığında bir tamponun pH'ını hesaplama
Egzersiz, onu oluşturan asit, baz veya tuzun konsantrasyonunu veya miktarını sağlayacaktır;
Alıştırma madde miktarını (mol) sağladığında, hacmi de sağlayacaktır, çünkü pH hesaplamasında konsantrasyonu kullanırız (molün hacme bölünmesi);
Çözeltiyi oluşturan asit veya bazın iyonlaşma sabitine (Ka veya Kb) sahip olacağız;
Egzersizde kütle verilen katılımcının molar kütlesini ve madde miktarını hesaplamak gerekir.
Misal: (UFES - Uyarlanmış) 1.0 litre çözeltiyi tamamlamak için yeterli miktarda su içinde 0.30 mol asetik asit ve 24.6 gram sodyum asetat eklenerek bir çözelti hazırlandı. CH sistemi3COOH ve CH3COONa, bu sistemin dengede olduğu bir tampon çözelti oluşturur. Böylece hazırlanan çözeltinin pH'ını belirleyin. (Veri: Ka = 1.8×10-5, günlük 1.8 = 0.26)
çözüm:
Tatbikatın sağladığı veriler şunlardı:
Ka = 1.8×10-5
günlük 1.8 = 0.26
Hacim = 1L
Asit mol sayısı 0.30 mol
Hacim 1L olduğundan, [asit] = 0.30 mol/L
Kullanılan tuz kütlesi = 24,6 g
İlk: hesaplamak zorundayız molar kütle (M1) tuzun:
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
İkinci: Şimdi, alıştırmanın sağladığı kütleyi, verilen kütleye bölerek tuzun mol sayısını belirleyelim. molar kütle bulundu:
n = 24,6
82
n = 0.3 mol
Üçüncü: hesaplamak zorundayız Molar konsantrasyon mol sayısını sağlanan hacme bölerek tuzun miktarı:
M = Hayır
V
M = 0,3
1
M = 0,3 mol/L
Oda: Asidik tampon çözeltisi ifadesini kullanarak pH'ı hesaplamalıyız:
pH = pKa + log [tuz]
[asit]
pH = -log 1.8.10-5 + günlük 0.3
0,3
pH = 5 - log 1.8 + log 1
pH = 5 - 0.26 + 0
pH = 4.74
5. İpucu: Bir asit ve bir bazın karıştırılmasıyla hazırlanan bir tampon çözeltinin pH'ının hesaplanması
Asidik çözeltinin molar konsantrasyonuna ve hacmine sahip olacağız;
Temel çözeltinin molar konsantrasyonuna ve hacmine sahip olacağız;
Asit veya bazın iyonlaşma sabitine sahip olacağız;
Preparatta kullanılan asit ve bazın mol sayısını belirleyin (molar konsantrasyonu hacimle çarparak);
Stokiyometrik orana uyun, yani asidin her H+'sı için bazın bir OH-'si nötralize etmek için kullanılır;
Asit ve baz nötralize olup tuz oluştururken asit (asit tamponu) veya baz (bazik tampon) olup olmadığını bilmeliyiz;
Mol sayılarını hacme (preparasyonda kullanılan hacimlerin toplamı) bölerek artık ve tuzun molar konsantrasyonunu belirleyin.
Misal: (UEL) Tampon çözeltiler, asitler veya bazlar eklendiğinde veya seyreltme meydana geldiğinde pH'daki değişime direnen çözeltilerdir. Birçok biyolojik sistem pH'a bağlı olduğundan, bu çözümler biyokimyasal işlemlerde özellikle önemlidir. Örneğin, amino asit tripsinin amid bağının enzim tarafından parçalanma hızına pH bağımlılığından bahsedilmiştir. bir birim pH 8'de (optimum pH) 7'ye bir değişiklik, eylemde %50'lik bir azalmaya neden olan kimotripsin enzimatik. Tampon çözeltisinin önemli bir tamponlama etkisine sahip olması için, karşılaştırılabilir miktarlarda konjuge asit ve baza sahip olması gerekir. Bir Kimya laboratuvarında, 0.50 L etanoik asit (CH) karıştırılarak bir tampon çözelti hazırlandı.3COOH) 0,20 mol L-1, 0,50 L sodyum hidroksit (NaOH) ile 0,10 mol L-1. (Verilen: etanoik asidin pKa'sı = 4.75)
Çözüm:
Tatbikat tarafından sağlanan veriler şunlardır:
[asit] = 0.20 mol/L
Asit hacmi = 0,5 L
[baz]= 0.10 mol/L
Baz hacim = 0,5 L
pKa = 4.75
İlk: asidin mol sayısının hesaplanması (na):
na = 0.20. 0,5
na = 0.1 mol
İkinci: bazın mol sayısını hesaplamak:
not = 0.10. 0,5
nb = 0.05 mol
Üçüncü: Çözümde kimin kaldığını belirleyin:
Etanoik asit sadece bir iyonlaşabilir hidrojene sahiptir ve bazın bir hidroksil grubu vardır, dolayısıyla aralarındaki oran 1:1'dir. Dolayısıyla her ikisinin de mol sayısı aynı olmalıdır, ancak elimizde baz miktarından (0,05 mol) daha fazla miktarda (0,1 mol) asit var ve geriye 0,05 mol asit kalıyor.
Oda: Tuzun mol sayısının belirlenmesi
Oluşan tuz miktarı her zaman daha küçük stokiyometrik oranın bileşenleri ile ilgili olduğundan (dengeleme), bu örnekte, tuz miktarı katsayı 1'i takip eder, yani mol sayısı da 0,5'tir. mol.
Beşinci: Asit ve tuzun molar konsantrasyonunun belirlenmesi
0,5 L asit, 0,5 L baz ile karıştırılarak 1 L hacim elde edildi. Böylece asit ve tuz konsantrasyonu 0,05 mol/L'ye eşittir.
Altıncı: pH tayini
Tampon asidik olduğundan, aşağıdaki ifadedeki değerleri kullanmanız yeterlidir:
pH = pKa + log [tuz]
[asit]
pH = 4,75 + günlük 0,05
0,05
pH = 4.75 + log 1
pH = 4.75 + 0
pH = 4.75
İpucu 6: Egzersiz, bir miktar güçlü asit veya baz ekledikten sonra yeni pH değerini sorguladığında...
Tampona eklenen asit veya bazın molar konsantrasyonunun değerine sahip olacağız;
Tamponu oluşturan tuz, asit veya bazın molar konsantrasyonuna sahip olmalıyız. Elimizde yoksa, önceki ipuçlarında görüldüğü gibi hesaplayın;
Eklenen konsantrasyon her zaman asit veya baz konsantrasyonundan çıkarılacaktır;
Eklenen konsantrasyon her zaman tuz konsantrasyonuna eklenecektir.
Misal: Hazırlanan çözeltinin 1.0 L'sinde 0.05 mol/L asetik asit ve 0.05 mol/L sodyum asetat bulunduğunu bilerek 0.01 mol NaOH ilave ettikten sonra tampon çözeltisinin pH'ını belirleyin. Veri: (pKa = 4.75, log 0.0666 = 0.1765)
Çözüm:
Sağlanan veriler:
[tuz] = 0,05 mol/L
[asit] = 0,05 mol/L
[tampon için baz eklendi] = 0,01 mol/L
pKa = 4.75
pH = pKa – log (tuz - baz)
(asit + baz)
pH = 4,75 - günlük (0,05 - 0,01)
(0,05 + 0,01)
pH = 4,75 - günlük 0,04
0,06
pH = 4.75 - log 0.666
pH = 4,75 + 0,1765
pH = 4.9265
Benden Diogo Lopes Dias
Kaynak: Brezilya Okulu - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculo-ph-uma-solucao-tampao.htm
