Розрахунок рН буферного розчину

Розрахунок рН є важливим ресурсом, який повинен мати студент для визначення характеру. кислий, основний або нейтральний з рішення. У цьому тексті ми запропонуємо поради щодо розрахунку рН буферного розчину простим способом.

Примітно, що a буферний розчин можуть утворюватися наступні суміші:

  • Суміш солі зі слабкою основою, яка повинна мати той самий катіон, що і сіль. Це основний буфер;

  • Змішування солі зі слабкою кислотою, яка повинна мати той самий аніон, що і сіль. Це кислий буфер.

Підемо до підказок ?!

Перша порада: Формули відповідно до типу буферного розчину

  • Якщо у вас є кислий буферний розчин, використовуйте:

pH = pKa + log [сіль]
[кислота]

  • Коли у вас є базовий буферний розчин, використовуйте:

pOH = pKb + журнал [сіль]
[база]

  • Якщо у вас є базовий буферний розчин та інший КВт (константа іонізації води), використовуйте:

pH = pKb - pKb - log [сіль]
[база]

2-а порада: Коли вправа забезпечує концентрацію учасників та константа іонізації...

  • У нас буде концентрація кислоти або основи, що утворюють розчин;

  • У нас буде концентрація солі, яка утворює розчин;

  • Ми матимемо константу іонізації (Ka або Kb) кислоти або основи, що утворюють розчин.

Приклад: (UNIFOR-CE-Adapted) Суміш молочної кислоти (CH3CH (OH) COOH) і лактат натрію (CH3CH (OH) COONa) у водному розчині працює як буферний розчин, тобто практично не змінює свій рН додаванням H+ або о-. Розчин, що містить 0,12 моль / л молочної кислоти та 0,12 моль / л лактату натрію, має рН, яке можна обчислити за рівнянням:

pH = pKa + log [сіль]
[кислота]

Ка = 1,0х10-4 = константа іонізації кислоти. Нехтуючи кількістю кислоти, яка зазнає іонізації, визначають значення рН розчину.

Дозвіл:

У цьому прикладі ми маємо буферний розчин, що складається з солі та кислоти. Надані дані:

  • [сіль] = 0,12 моль / л

  • [кислота] = 0,12 моль / л

  • Ка = 1,10-4

ПРИМІТКА: вправа дала Ka, але у формулі ми використовуємо pKa, що просто - logKa.

Оскільки це кислотний буфер, просто використовуйте вираз:

pH = pKa + log [сіль]
[кислота]

pH = - log 1.10-4 + журнал 0,12
0,12

рН = - log10-4 + журнал 0,12
0,12

pH = 4.log 10 + log 1

рН = 4,1 + 0

рН = 4

Третя порада: Коли вправа вимагає зміни рН буферного розчину, який отримав кількість сильної кислоти або основи ...

  • Вправа забезпечить концентрацію кислоти або основи, яка її утворює;

  • У нас буде концентрація солі, яка утворює розчин;

  • Ми матимемо константу іонізації (Ka або Kb) кислоти або основи, що утворюють розчин;

  • Вправа забезпечить значення рН буфера після додавання сильної кислоти або основи;

  • Необхідно знайти значення рН буфера перед додаванням кислоти або сильної основи;

  • Тоді ми повинні відняти рН після додавання від рН перед додаванням.

Приклад: (Unimontes-MG) Один літр буферного розчину містить 0,2 моль / л ацетату натрію та 0,2 моль / л оцтової кислоти. Додавши гідроксид натрію, рН розчину змінився до 4,94. Враховуючи, що рКа оцтової кислоти дорівнює 4,76 при 25 ° С, якою є зміна рН буферного розчину?

Дозвіл: У цьому прикладі ми маємо буферний розчин, утворений сіллю та кислотою. Надані дані:

  • рН після додавання сильної основи = 4,94

  • [сіль] = 0,2 моль / л

  • [кислота] = 0,2 моль / л

  • pKa = 4,76

Спочатку ми повинні розрахувати рН буфера, перш ніж додавати сильну основу. Для цього ми повинні використовувати вираз для кислотного буфера:

pH = pKa + log [сіль]
[кислота]

рН = 4,76 + log 0,2
0,2

рН = 4,76 + log 1

рН = 4,76 + 0

рН = 4,76

Нарешті, ми віднімаємо рН після додавання основи від рН перед додаванням:

ΔpH = після - до додавання основи

ΔpH = 4,94 - 4,76

ΔpH = 0,18

4-та порада: Обчислення рН буфера, коли вправа забезпечує масу одного з учасників

  • Вправа забезпечить концентрацію або кількість речовини кислоти, основи або солі, яка її утворює;

  • Коли вправа забезпечує кількість речовини (моль), вона також забезпечує об’єм, оскільки при розрахунку рН ми використовуємо концентрацію (ділення моль на об’єм);

  • Ми матимемо константу іонізації (Ka або Kb) кислоти або основи, що утворюють розчин;

  • Необхідно розрахувати молярну масу та кількість речовини учасника, якій була дана маса у вправі.

Приклад: (UFES - з адаптацією) Розчин готували, додаючи 0,30 моль оцтової кислоти та 24,6 г ацетату натрію в достатній кількості води, щоб завершити 1,0 літр розчину. Система СН3COOH і CH3COONa являє собою буферний розчин, в якому ця система знаходиться в рівновазі. Таким чином, визначають рН приготовленого розчину. (Дані: Ka = 1,8 × 10-5, log 1,8 = 0,26)

Дозвіл:

Дані, надані вправою:

  • Ka = 1,8 × 10-5

  • log 1,8 = 0,26

  • Об'єм = 1л

  • Кількість молей кислоти 0,30 моль

  • Оскільки об’єм становить 1 л, то [кислота] = 0,30 моль / л

  • Маса використаної солі = 24,6 г.

Спочатку: Ми повинні розрахувати молярна маса (М.1) солі:

СН3COONa

М1 = 1.12 + 3.1+ 1.12 + 1.16 + 1.16 + 1.23

М1 = 12 + 3 + 12 + 16 + 16 + 23

М1 = 82 г / моль

Друге: Тепер визначимо кількість молей солі, поділивши масу, надану вправою, на молярна маса знайдено:

n = 24,6
82

n = 0,3 моль

Третє: Ми повинні розрахувати молярна концентрація солі шляхом ділення кількості родимок на обсяг, що подається:

М = немає
V

М = 0,3
1

М = 0,3 моль / л

Кімната: Ми повинні розрахувати рН, використовуючи вираз для кислотного буферного розчину:

pH = pKa + log [сіль]
[кислота]

рН = -log 1.8.10-5 + журнал 0,3
0,3

рН = 5 - log 1,8 + log 1

рН = 5 - 0,26 + 0

рН = 4,74

5-та порада: Розрахунок рН буферного розчину, приготованого змішуванням кислоти та основи

  • Ми матимемо молярну концентрацію та об’єм кислого розчину;

  • Ми матимемо молярну концентрацію та об’єм основного розчину;

  • Ми матимемо константу іонізації кислоти або основи;

  • Визначити кількість молей кислоти та основи, використаних у препараті (помноживши молярну концентрацію на об’єм);

  • Дотримуйтесь стехіометричного співвідношення, тобто для кожного Н + кислоти для нейтралізації використовується ОН- основи;

  • Оскільки кислота і основа нейтралізують один одного і утворюють сіль, ми повинні знати, чи залишилася якась кислота (кислотний буфер) або основа (основний буфер);

  • Визначте молярну концентрацію залишків їжі та солі, поділивши їх моль-номери на об’єм (суму об’ємів, використаних у приготуванні).

Приклад: (UEL) Буферні розчини - це розчини, які протистоять зміні рН при додаванні кислот або основ або при розведенні. Ці розчини особливо важливі в біохімічних процесах, оскільки багато біологічних систем залежать від рН. Наприклад, згадується залежність рН від швидкості розщеплення амідного зв’язку амінокислоти трипсину ферментом. хімотрипсин, при якому зміна однієї одиниці рН 8 (оптимального рН) до 7 призводить до зниження дії на 50% ферментативні. Щоб буферний розчин мав значну буферну дію, він повинен мати порівнянні кількості кон'югованої кислоти та основи. У хімічній лабораторії буферний розчин готували шляхом змішування 0,50 л етанової кислоти (СН3COOH) 0,20 моль L-1 з 0,50 л гідроксиду натрію (NaOH) 0,10 моль L-1. (Дано: pKa етанової кислоти = 4,75)

Дозвіл:

Дані, надані вправою:

  • [кислота] = 0,20 моль / л

  • Об’єм кислоти = 0,5 л

  • [основа] = 0,10 моль / л

  • Базовий об’єм = 0,5 л

  • pKa = 4,75

Спочатку: розрахунок кількості молей кислоти (na):

na = 0,20. 0,5

na = 0,1 моль

Друге: розрахунок кількості родимок основи:

nb = 0,10. 0,5

nb = 0,05 моль

Третє: Визначте, хто залишився у розчині:

Етанова кислота має лише один іонізуючий водень, а основа має гідроксильну групу, тому співвідношення між ними становить 1: 1. Отже, кількість молей обох повинно бути однаковим, але ми маємо більшу кількість (0,1 моль) кислоти, ніж кількість основи (0,05 моль), залишається 0,05 моль кислоти.

Кімната: Визначення кількості родимок солі

Оскільки кількість утвореної солі завжди пов’язане з компонентами меншої стехіометричної пропорції (балансування), у цьому прикладі кількість солі слід за коефіцієнтом 1, тобто її моль також становить 0,5 моль.

П'яте: Визначення молярної концентрації кислоти та солі

0,5 л кислоти змішували з 0,5 л основи, отримуючи об’єм 1 л. Таким чином, концентрація кислоти та солі дорівнює 0,05 моль / л.

Шосте: Визначення рН

Оскільки буфер є кислим, просто використовуйте значення в наступному виразі:

pH = pKa + log [сіль]
[кислота]

рН = 4,75 + log 0,05
0,05

рН = 4,75 + log 1

рН = 4,75 + 0

рН = 4,75

6-а порада: Коли вправа ставить під сумнів нове значення рН після додавання кількості сильної кислоти або основи ...

  • Ми отримаємо значення молярної концентрації кислоти або основи, яку додали в буфер;

  • Ми повинні мати молярну концентрацію солі, кислоти або основи, що утворюють буфер. Якщо у нас його немає, просто обчисліть, як видно з попередніх порад;

  • Додана концентрація завжди віднімається від концентрації кислоти або основи;

  • Додана концентрація завжди додаватиметься до концентрації солі.

Приклад: Визначте рН буферного розчину після додавання 0,01 моль NaOH, знаючи, що в 1,0 л приготованого розчину ми маємо 0,05 моль / л оцтової кислоти та 0,05 моль / л ацетату натрію. Дані: (pKa = 4,75, журнал 0,0666 = 0,1765)

Дозвіл:

Надані дані:

  • [сіль] = 0,05 моль / л

  • [кислота] = 0,05 моль / л

  • [основа додана в буфер] = 0,01 моль / л

  • pKa = 4,75

pH = pKa - log (сіль - основа)
(кислота + основа)

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

рН = 4,75 + 0,1765

рН = 4,9265


Мені Діого Лопес Діас

Джерело: Бразильська школа - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculo-ph-uma-solucao-tampao.htm

Додатковий заробіток! Дізнайтеся, як заробити до 768 R$ від Enem на вихідних

Додатковий заробіток! Дізнайтеся, як заробити до 768 R$ від Enem на вихідних

отримати великий винагородаі гнучкість роботи лише у вихідні – це бажання багатьох бразильців, як...

read more
Pnad Contínua показує погіршення відсіву школи після пандемії

Pnad Contínua показує погіршення відсіву школи після пандемії

Так само, як це призвело до наслідків на ринку праці – масових звільнень, у деяких випадках, або,...

read more

Чи може вас звільнити роман на роботі? РОЗУМІТИ

Зустріти приємну людину та встановити з нею інтимний контакт може бути викликом у сучасному суспі...

read more