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

81722. Философская лирика Ф. И. Тютчева. Чтение наизусть и разбор одного стихотворения 34.14 KB
  В поэзии Тютчева мир одухотворен очеловечен пребывает в вечном движении и развитии. Тютчев утверждает: Не то что мните вы природа: Не слепок не бездушный лик В ней есть душа в ней есть свобода В ней есть любовь в ней есть язык.
81723. Женские образы и средства их воплощения в романе М. Шолохова «Тихий Дон» 33.27 KB
  Мелеховский двор – на самом краю хутора любовь героя удивительна небывала необычна для хутора – будто видели они как прокофий вечерами когда вянут зори на руках носил жену до Татарского ажник кургана. Роман Тихий Дон это роман о мире человеческих страстей в центре которого любовь Аксиньи и Григория. Героям предстоит пройти через ужасы войны через разлуку и многие тяжкие грехи взять на себя но свою любовь они пронесут через всю жизнь потому что без их любви жизнь теряет смысл. Эта любовь трагична не только для Григория и...
81724. Тема русского бунта в произведениях отечественной литературе 32.18 KB
  Дубровский Глава 6 Пожар в Кистеневке эпизод Эпизод – начало стихийного крестьянского бунта возникшего от страстного желания крепостных Дубровских отомстить за барина и нежелания служить новому хозяину – Кирилле Троекурову которому по решению суда переходило имение Дубровских. Глава 7 появились разбойники и распространили ужас по всем окрестностям Грабительства одно другого замечательнее следовали одно за другим. Рассказывали о нем чудеса; имя Дубровского было во всех устах все были уверены что он а никто другой...
81725. Природа и любовь в поэзии А. А. Фета 38.59 KB
  Ктото учит маленьких несмышленышей делающих первый в жизни шаг твердо стоять на ногах с трудом произносить первые слова. Нас восхищают слова поэта выражающие его огромную любовь к своей родине к ее необъятным просторам к ее тихим уголкам: Какое дикое ущелье Ко мне навстречу ключ бежит Он в дол спешит на новоселье. Травы цветы деревья болотца ручейки перелески зори грозы облака во всем открывает чародей слова живую душу всем поверяет свои заветные думы. Итак мир природы для Тютчева был тем неисчерпаемым источником...
81726. Путь исканий Григория Мелехова в романе М. Шолохова «Тихий Дон». Смысл финала шолоховской эпопеи 32.97 KB
  Герои Шолохова – люди простые но незаурядные а Григорий не только храбр до отчаяния честен и совестлив. Влияние Чубатого Предчувствие беды ранение Григорий и его дети желание конца войны На стороне большевиков. 6 Разговор с Петром Злоба к большевикам Ссора с отцом изза награбленного Самовольный отъезд домой Красные у Мелеховых Пьянство мысли о смерти Григорий убивает матросов Разговор с дедом Гришакой и с Натальей Встреча с Аксиньей Книга четвертая ч. 7 Григорий в семье.
81727. Образ «маленького человека» и его воплощение в произведениях отечественной классики 19 века 31.14 KB
  Тема маленького человека впервые была затронута в творчестве А. обратился к теме бесправного безмерно униженного и забитого маленького человека живущего своей внутренней жизнью в условиях грубо попирающих достоинство человека. И чтобы их раздобыть он идет на преступление под влиянием выдуманной теории о необыкновенных личностях Созданные писателем образы маленьких людей проникнуты духом протеста против социальной несправедливости против унижения человека и верой в его высокое призвание.
81728. Герои и тематика лирики Н. А. Некрасова 33.13 KB
  Особенно трудным для Н оказался конец 60 гг нравственный компромисс на который он пошел во имя спасения журнала вызвал упреки со всех сторон реакционная публика уличала поэта в корыстолюбии а духовные единомышленники в отступничестве Тяжелые переживания Н отразились в цикле так называемых покаянных стихов Ликует враг 1866 Умру я скоро 1867. Зачем меня на части рвете 1867 Однако эти стихи не вписываются в однозначное определение покаянных в них звучит мужественный голос поэта исполненный сложной внутренней борьбы не...
81729. Тема борьбы добра и зла в романе М. Булгакова «Мастер и Маргарита» 31.92 KB
  В романе слово черт употребляется около 60 раз. В романе подробно и образно описано окружение сатаны присутствует дьявольская атрибутика оборотни его свита ведьмы боров как верховое животное ведьмы разлагающиеся трупы гробы черная месса в которой искажается перевертывается Божественная литургия Он лишает людей голов разума. В романе нет героев способных подняться на духовную борьбу против него.
81730. Образ скучающего героя в произведениях отечественной классики 19 века 32.94 KB
  Лермонтов Герой нашего времени В романе Л. но и многих молодых людей того времени: жизнь была только цепь грустных и неудачных противоречий сердцу и рассудку Герой романа не всегда был циником скептиком духовно черствым человеком. Причину превращения Печорина в нравственного калеку автор видит в социальных условиях в которых воспитывался герой. И вот на страницах своего дневника герой приходит к страшному выводу: во мне душа испорчена светом Судьбу талантливого человека не нашедшего себе достойного применения в обществе его...