Контрольные задания № 56-60

Какие растворы называются буферными? Каков механизм буферного действия? Приведите примеры буферных растворов, встречающихся в живых организмах. Рассчитайте рН буферного раствора, если концентрации кислоты (основания) и соли одинаковые и равны 0,1 моль/л, а объемы кислоты (основания) и соли представлены в таблице:

№ задачи	Буферный раствор	Объем кислоты (Vк-ты) (основания), мл	Объем соли (Vсоли), мл
56	CH3COOH CH3COONa	2	8
57	NH4OH NH4Cl	3	7
58	H2CO3 NaHCO3	4	6
59	NH4OH NH4Cl	2	8
60	CH3COOH CH3COONa	3	7

Пример: Рассчитайте рН буферного раствора, если концентрации (С ) кислоты (основания) и соли одинаковые и равны 0,1 моль/л, а объемы кислоты (основания) и соли представлены в таблице:

№ задачи	Буферный раствор	Объем кислоты (Vк-ты) (основания), мл	Объем соли (Vсоли), мл
56	CH3COOH CH3COONa	4	6

Ответ:

1) Рассчитаем концентрацию кислоты и соли в буферной смеси:

2) В соответствии с таблицей расчета рН в буферных растворах:

Тип буферного раствора	рН
Слабая кислота и ее соль (CH3COOH+CH3COONa) (H2CO3 + NaHCO3)
Слабое основание и ее соль (NH4OH+NH4Cl)

воспользуемся формулой расчета рН для кислотных буферных растворов:

,

где рК_к-ты – силовой показатель кислоты, равный отрицательному десятичному логарифму, взятому от константы диссоциации уксусной кислоты. Значения силовых показателей слабых электролитов приведены в таблице 3, стр.32.

рК (CH₃COOH) = 4.73

7. Электропроводность растворов электролитов. Контрольные задания № 61-70

Дайте определение удельной (æ) и молярной () электропроводности. Покажите, как они связаны между собой и в каких единицах измеряются. Для номера своего задания по данным таблицы вычислите удельную электропроводность (æ), степень диссоциации (α) и константу диссоциации (К_д) слабого электролита.

№ задачи	Электролит	Концентра- ция раствора, моль/л	Подвижность ионов, см2·Ом-1∙моль-1		, см2·Ом-1∙моль-1	æ, Ом-1∙см-1	α	Кд
			катионов  +	анионов  -
61	CH3COOH	0.1	315	35	4.6
62	CH3COOH	0.05	315	35	6.5
63	CH3COOH	0.02	315	35	10
64	CH3COOH	0.01	315	35	14
65	CH3COOH	0.005	315	35	20
66	NH4OH	0.1	63.9	171	3.3
67	NH4OH	0.05	63.9	171	4.6
68	NH4OH	0.02	63.9	171	7.1
69	NH4OH	0.01	63.9	171	9.6
70	NH4OH	0.005	63.9	171	13

Пример: Для номера своего задания по данным таблицы вычислите удельную электропроводность (æ), степень диссоциации (α) и константу диссоциации (К_д) слабого электролита.

№ задачи	Электролит	Концентра- ция раствора, моль/л	Подвижность ионов, см2·Ом-1∙моль-1		, см2·Ом-1∙моль-1	æ, Ом-1∙см-1	α	Кд
			катионов  +	анионов  -
61	CH3COOH	1.0	315	35	1.3

Ответ:

1) Рассчитываем удельную электропроводность (æ) по формуле:

æ =  · С ,

где  – молярная электропроводность, см²·Ом^-1∙моль^-1;

С – концентрация, 1,0 моль/л = 10^-3 моль/см³

æ = 1.3 см²·Ом^-1∙моль^-1 ∙ 10^-3 моль/см³ = 1.3 ∙ 10^-3 Ом^-1∙см^-1

2) Рассчитываем степень диссоциации (α) по формуле:

α =  / _∞,

где _∞ – молярная электропроводность раствора электролита при бесконечном разбавлении, (см²·Ом^-1∙моль^-1), которая рассчитывается на основании данных по подвижности катионов и анионов:

_∞ =  ₊ +  _–

_∞= 315 см²·Ом^-1∙моль^-1 + 35 см²·Ом^-1∙моль^-1 = 350 см²·Ом^-1∙моль^-1

α = 1.3 см²·Ом^-1∙моль^-1 / 350 см²·Ом^-1∙моль^-1 = 3.71 ∙ 10^-3

3) Рассчитываем константу диссоциации (К_д) по формуле:

К_д = С · α² / (1 – α),

где С – концентрация, моль/л; α – степень диссоциации

К_д = 1.0 ∙ (0.00371)² / (1 – 0.00371) = 1.38 · 10^-5

4) Заполняем полученными данными таблицу:

№ задачи	Электролит	Концентра- ция раствора, моль/л	Подвижность ионов, см2·Ом-1∙моль-1		, см2·Ом-1∙моль-1	æ, Ом-1∙см-1	α	Кд
			катионов  +	анионов  -
1	CH3COOH	1.0	315	35	1.3	1.3 ·10-3	3.71 ∙10-3	1.38 ·10-5