Bufernye_sistemy
.pdf
Расчет рН БС
1. кислотный буфер: |
СН3СООН |
||
СН3СООNa |
|
||
СН3 СООН ↔ СН3 СОО- + Н+ |
(α→ 0) |
||
К= [CH3COO− ]×[H+ ];
д[CH3COOH]
Вприсутствии соли:
СН3 СООNa → СН3 СОО- + Na+
[CH3COO− ] = Cсоли , [CH3COOH] = Cк−ты
К |
д |
= |
Ссоли ×[H+ ] |
; |
[H+ ] = К |
д |
× |
Ск−ты |
|
Ссоли |
|||||||
|
|
Ск−ты |
|
|
||||
Вывод: кислотность (основность) буферной смеси зависит от соотношения концентраций кислоты (или основания) и соли
рК - силовой показатель к-ты (показатель кислотности)
рН = рКк−ты + lg Cсоли Ск−ты
ур-ие Гендерсона-Гассельбаха
Основное ур-ие, которое используется для описания кислотно-щелочного равновесия в биологических системах
гидрокарбонатный
рН = рК |
СО3 |
+ lg |
CНСО3− |
; |
|
||||
1Н2 |
|
СН2СО3 |
||
|
|
|
||
CНСО3− |
|
рН = 6,1+ lg РСО2 |
×0,23 |
Фосфатный: |
Н2РО 4 |
− |
|
|
|
|
|
|
|
|
НРО 4 2− |
|
|
|
|
CNa2НРО4 |
|
|
|
рН = рК |
|
− + lg |
||||
|
|
Н2 |
СNaН2РО4 |
|||||
|
|
|
|
|
|
РО4 |
||
|
|
NH 4OH |
|
|
||||
2. Основный: |
|
|
|
|||||
|
|
NH 4 |
+ |
|
|
|
||
рОН = рКосн + lg Cсоли ; рН = 14 − рОН
Сосн.
рН БС зависит:
Ø от природы веществ, образующих
буферную систему
Ø от величины рК (т.е. от Кд),
Øот Т, т.к. Кд= f (Т)
Øот соотношения конц-ий компонентов;
рН БС не зависит от разбавления,
т.к. Кд остаётся const
Кд ≠ f (С)
Механизм действия БС
СН СООН + NaOH → CH COONa + H O |
|||
3 х |
х |
3 х |
2 |
CH3COONa
буфер OH- → Н2О
сильное основание NaOH → слабое СН3СОО-
рН = рКк−ты + lg Cсоли Ск−ты
рН = рК к−ты + lg Cсоли + х Ск−ты − х
рН −
СН3 СООН
CH COONa + HCl → CH COOH + NaCl |
||
3 х |
х |
3 х |
буфер
Н+→ в слабую СН3 СООН
рН = рК к −ты + lg Cсоли − х Ск−ты + х
рН↓
Пример: сравним изменение рН при пропускании 0,01 моль хловодорода через 1 л :
Ø Ацетатного буферного р-ра, содержащего
по 0,1 моль/л соли и кислоты; v Дистиллированной воды
После добавления HCl: рН = 4,75 + lg |
0,1 |
− 0,01 |
||
|
|
|
||
0,1 |
+ 0,01 |
|||
|
||||
рН = 4,66; ΔрН = 4,75 – 4.66 = 0,09 единицы рН
v рН = 7 для дистиллированной воды.
После пропускания 0,01 моль HCl
pH = - lg 0,01 = 2; ΔрН = 7 – 2 = 5 единиц рН
Вывод: в БС кислотный компонент нейтрализует щелочь, а основный компонент нейтрализует сильную кислоту, поэтому рН БС практически не изменяется.
Для количественной оценки буферного действия введено понятие буферной ёмкости (БЕ)