41255

Визначення концентрації іонів водню в розчинах кислот, основ і солей. Буферні розчини

Лекция

Химия и фармакология

Так для 003н розчинуHCl знаходимо pН= . Слабкі кислоти Для кислоти складу НА константа дисоціації дорівнює але Cкисл =[HА] і [H]= [А] тому Зручно користовуватися величиною рКкисл= lg Ккисл Приклад: Багатоосновні кислоти Розглядаємо константи ступінчатої дисоціації наприклад вугільної карбонатної кислоти: Н2СО3 Н НСО3 НСО3 Н СО32 рК1=65 рК2=102 Отже друга константа дисоціації в 5000 раз менша першої тому друга ступінь дисоціації не має практичного впливу на величину...

Украинкский

2013-10-23

95.5 KB

1 чел.

Лекція 16

Визначення концентрації іонів водню в розчинах кислот, основ і солей. Буферні розчини.


Визначення концентрації іонів водню в розчинах кислот, основ і солей. Буферні розчини.

План.

  1.  Значення визначення концентрації водневих іонів в хімії та інших науках.
  2.  Розчини кислот.
  3.  Розчини основ.
  4.  Розчини солей.
  5.  Буферні розчини.
  6.  
    Значення визначення концентрації водневих іонів в хімії та інших науках.

Визначення концентрації водневих іонів має дуже велике начення в різних галузях хімії, технології, грунтознавства, геології, біохімії, медицини та інших наук. Утворення і розчинення більшої частини осадів, як, наприклад, гідроксидів, сульфатів, карбонатів, фосфптів залежить від концентрації водневих іонів. Багато процесів окиснення і відновлення як неорганічних, так і органічних речовин (в т. ч. біохімічні  процеси) змінюють свій напрям на протилежний в залежнасті від зміни кислотності або лужності середовища. У виробництві соди та інщих мінеральних солей, флотаційному збагаченні руд, в харчовій промисловості, виробництві шкір, фарбуванні тканин і в безлічі інших випадків для правильної науково-обгрунтованої постановки технологічного процесу, необхідно враховувати вплив концентрації водневих іонів і вміти її визначити.

Особливо важливим є визначення концентрації водневих іонів в об’ємному аналізі, зокрема методі нейтралізації, який базується на кислотно-основних рівновагах.

Загальновідомо, що зручною величиною для визначення концентрації є        pH–водневий показник:

pH=-lg[H+]

Розглянемо, як розраовуєтьсяя pH для різних кислот і основ, а також солей і буферних розчинів.

  1.  Розчини кислот.
    1.   Сильні кислоти повністю дисоціюють у розведених розчинах. Тому можна прийняти, що

[H+]=Cкисл.

рН= -lg Cкисл.

Так, для 0,03н розчинуHCl знаходимо

pН= .

  1.  Слабкі кислоти

Для кислоти складу НА константа дисоціації дорівнює

, але

Cкисл =[HА] і [H+]= [А-], тому

Зручно користовуватися величиною рКкисл= -lg Ккисл

Приклад:

  1.  Багатоосновні кислоти

Розглядаємо константи ступінчатої дисоціації, наприклад, вугільної (карбонатної) кислоти:

Н2СО3         Н++ НСО3-

НСО3-                Н++ СО32-

(рК1=6,5)

(рК2=10,2)

Отже, друга константа дисоціації в 5000 раз менша першої, тому друга ступінь дисоціації не має практичного впливу на величину рН розчину слабкої кислоти. Крім того, слід мати на увазі, що концетрація  дуже мала. Тому, наприклад, для 0,01н розчину карбонатної кислоти знаходимо

  1.  Розчини основ.

Для визначення рН основ користуємось відомим співвідношенням:

рН+рОН=14 рН=14-рОН

Що стасується рОН, то він обчислюється абсолютно аналогічно розрахунку рН. Це видно з наступних прикладів:

  1.  Оючислити рН 0,002н розчину NaOH

pОH= -lgH-]= -lg Cкисл= -lg = -0,3+3= 2,7

рН=14-рОН=14-2,7=11,3

  1.  Оючислити рН 0,5н NaOH Косн=

рК=

рН=14-2,5=11,5

  1.  Розчини солей.

Вивід формул, для розрахунку рН розчинів солей є досить складною і довготривалою справою. Тому наводимо кінцеві формули для деяких видів.

  1.  Солі слабких кислот і сильних основ

Приклад: обчислити рН 0,1м розчину оцтовокислого натрію.

  1.  Аналогічно обчислюється рН розчинів солі утворених сильними кислотами і слабкими основами
    1.  Середні солі багатоосновних кислот

Формула подібна до попередньої, однак, слід пам’ятати, що треба підставляти константи дисоціації останнього ступення дисоціації.

Приклад: обчислити рН 0,5м розчину Na3PO4

Із довідника вибираємо для ортофосфорної кислоти рК1=2.1, рК2=7.2, рК3=12.3 і користуємось останньою величиною.

  1.  Кислі солі

Концентрація водневих іонів в розчині кислої солі залежить від обох констант дисоціації двохосновної кислоти і мало залежить (в певних межах) від Cкисл. Тому формула має вигляд

Приклади:

  1.  обчислити рН 0,5м розчину гідрокарбонату натрію.

З таблиць знаходимо для Н2СО3 рК1= 6.5 і рК2=10.2

(реакція розчину лужна)

  1.  обчислити рН 0,5м розчину гідросульфату натрію

З таблиць знаходимо для Н2SО3 рК1=1.8 і рК2=7.2

(реакція розчину кисла)

  1.  Буферні розчини (буферні суміші).

У різних галузях хімії і технології велике значення мають буферні суміші. Здебільшого вони уявляють собою суміш розчинів слабких кислот з розчинами солей слабких кислот або слбких основ з їх солями.

Для кількісного аналізу вони уявляють інтерес тому, що при титруванні слабких кислот (основ) та їх солей в процесі нейтралізації утворюється розчин, який містить частину солі цієї кислоти (основи) та залишок вільної кислоти (основи).

Буферні розчини використовуються також для визначення рН (наприклад, градуювання рН-метрів ), а також у якості середовища з постійним значенням рН при експерементальній розробці проблем хімії, біохіії тощо.

Для розрахунку рН буферного розчину скористаємось виразом константи дисоціації вільної слабкої кислоти

Проте у присутності соллі КА різко збільшується [А-]. Можно прийняти що

[А-]= Cсолі  [НА]= Cкисл.

Отже:

-lg[H+]=- - lg Cкисл- lg Kкисл. + lg Cсoлi..

Тобто

З формули видно, що рН буферних розчинів не залежить від абсолютних концентрацій солі і кислоти, а залежить тільки від їх співвідношення.

Тому рН буферного розчину не змінюєьбся при його розведенні. Якщо прилити буферну суміш до якогось розчину, який не містить власних власних кількостей інщих кислот, основ або сильногідралізованих солей, рН цього розчину буде відповідати рН буферної суміші.

Приклад: обчислити рН суміші 0.03н оцтової кислоти і 0.1н розчину ацетату натрію. Для СН3СООН рК=4.8

Якщо розвести розчин в 10 раз , то рН розчину не зміниться, що видно з розрахунку

.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

22931. Теорема про базисний мінор та її наслідки 87 KB
  Нехай мінор Δr порядку r є базисним мінором ненульової матриці. Тоді рядки матриці на яких будується мінор Δr лінійно незалежі; всі інші рядки матриці лінійно виражаються через них. Не втрачаючи загальності міркувань можна вважати що базисний мінор будується на перетині перших r рядків і r стовпчиків матриці . Можна вважати що a11 інакше для того щоб це виконалось можна переставити перші r рядків матриці A і при цьому умови теореми не змінюються.
22932. Теорема про ранг матриці 21 KB
  Для будь якої матриці її горизонтальний та вертикальний ранги рівні та співпадають з рангом матриці за мінорами . Це означає що порядок базисного мінора матриці дорівнює k . За теоремою про базисний мінор k рядків матриці A на яких будується базисний мінор лінійно незалежні а решта рядків лінійно виражаються через них.
22933. Методи обчислення визначників n порядку 761.5 KB
  Поняття визначника nго порядку. Числа aіj називаються елементами визначника . Добуток 5536 є одним з добутків визначника  оскільки серед його співмножників є по одному і лише по одному елементу з кожного рядка і кожного стовпчика визначника. Аналітичний запис визначника.
22935. ВКАЗІВНИКИ 53.5 KB
  1 довжина рядка int strlen char s { int i; for i=0; s= 0; s i; return i; } int strlen char s[] { int i; for i=0; s[i]= 0; i ; return i; } int strlen char s { int i; for i=0; s; s i; s трактується як булевий вираз s=0 означає лжу s=0 означає істину return i; }...
22937. СТРУКТУРИ 74 KB
  struct імя_типу { cписок_полів} список_змінних ; struct date { int day; int month; int year; char mon_name[4]; } d d1; змінніструктури dd1 типу date typedef struct { double real; double imag; } complex;...
22938. Синтаксичний аналіз виразів 31 KB
  Мова в певному алфавіті основному символів це слова записані за певними синтаксичними правилами. Синтаксичні правила подаються формулами БекусаНаура БНФ вигляду : ::= де позначає синтаксичне поняття а послідовність символів розширеного алфавіту. Вираз [] означає що послідовність символів входить або не входить в конструкцію. Синтаксичний аналізатор це програма що для заданої послідовності символів основного алфавіту розпізнає чи побудована вона у відповідності з синтаксичними правилами для даного поняття.
22939. ВВЕДЕННЯ / ВИВЕДЕННЯ 48 KB
  Перед тим як розпочати роботу з потоком його необхідно відкрити за допомогою функції FILE fopenchar filename char mode. Функція формує потік з даним файлом і повертає результат у вигляді покажчика на обєкт типу FILE який містить всю інформацію необхідну для роботи з потоком адресу та розмір буфера індексзсув поточної позиції в буфері режим оборобки інформації і т. FILE fp; fp=fopenfile1.txt a; відкриття файлу file1.