Материал: Общая химия с физкалом

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

анион которой выполняет роль протолитической кислоты. Эта соль содержит больше ионов водорода.

NaH

PO

4

NaOH Na

HPO

4

H

O

2

 

2

 

2

 

(Обязательно другой, ставится знак

один компонент буфера превращается в

).

Na

 

H

PO

 

Na

 

OH

 

2Na

 

HPO

2

H

O

 

4

 

 

 

4

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

Вывод:

эквивалентным

постороннее

сильное

основание

количеством

соли

Na

2

HPO

4

 

 

 

 

заменяется (слабого

протолитического основания), и рН раствора незначительно увеличивается.

Пример 3. Механизм буферного действия аммиачной буферной системы:

состав: это буферная система II типа, состоит из слабого основания и его соли

NH3 H2O NH4Cl

уравнения ионизации или диссоциации компонентов буферной системы:

NH

Cl NH

 

Cl

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при

добавлении посторонней сильной кислоты,

например, НСl в действие вступит основание буфера:

NH

H

 

O HCl NH

 

Cl

 

H

O

 

 

4

 

 

3

2

 

 

 

 

 

 

2

 

 

NH

H

O H

Cl NH Cl H

O

3

2

 

 

 

 

 

 

4

 

 

2

 

76

Вывод:

посторонняя

сильная

кислота

заменяется

эквивалентным

количеством

соли

NH4Cl

(слабой

протолитической кислоты), входящей в состав буфера, и рН раствора незначительно уменьшается.

при добавлении постороннего сильного основания, например NaOH в действие вступит соль буфера, содержащая

катион

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

NH4

, выполняющий роль протолитической кислоты:

NH

Cl NaOH NH

H

O NaCl

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

3

2

 

 

 

 

 

 

NH

 

Cl

 

Na

 

OH

 

NH

H

O Na

 

Cl

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

2

 

 

 

 

Вывод: постороннее сильное основание заменяется эквивалентным количеством слабого протолитического

основания

NH

3

H

O

, входящего в состав буфера, и рН

 

2

 

раствора незначительно увеличивается.

5.5. Расчет буферной емкости

Для оценки способности буферной системы поддерживать постоянство рН при добавлении посторонних кислот и щелочей используются величины буферной емкости.

77

Буферная емкость является буферного действия.

Буферная емкость по

количественным выражением

кислоте

Вк

измеряется числом

моль эквивалентов посторонней сильной кислоты, добавленных к 1 л раствора, чтобы изменить его рН на единицу.

 

 

э

 

 

Вк

сильн.к ты

 

, моль экв/л

рН Vбуфера

 

 

 

(л)

Буферная емкость по основанию измеряется числом моль эквивалентов постороннего сильного основания, которые нужно добавить к буферу объемом 1 л чтобы изменить его рН на единицу.

 

 

э

 

Во

сильн.осн.

, моль экв/л

рН Vбуфера (л)

 

 

 

Чем выше емкость, тем больше кислоты или основания можно добавить к буферу, не вызывая сдвига рН.

5.6. Оценка буферной емкости и буферное отношение. Факторы, определяющие емкость буфера

Буферным отношением для БС I типа называют соотношение, стоящее под логарифмом в формуле для

вычисления рН:

рН рК

 

lg

ν

к ты

ν

 

 

 

 

 

с к

.

Выражение

 

c

/

k называют буферным отношением для буферных систем I

 

 

типа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Формула

расчета

pH

для

БС

II

типа

pH 14 ( pKo lg vc ) .

Выражение

c / о называют

 

 

 

 

vo

 

 

 

 

 

буферным отношением для буферных систем II типа.

Если буфер содержит больше протолитического основания, то его емкость по кислоте выше. При избытке

78

протолитической кислоты в буфере он будет иметь более высокую емкость по основанию.

На величину буферной емкости влияет ряд факторов:

-концентрация компонентов буфера;

-буферное соотношение;

-разведение буферного раствора.

С ростом концентрации компонентов буфера величина емкости так же возрастает. Большей емкостью обладает раствор, в котором концентрация компонентов буфера выше.

Величина буферного соотношения значительно влияет на емкость буфера. При буферном соотношении, равном 1, буферная емкость по кислоте равна емкости по основанию и значения их при этом максимальные: Вко, если υкс.

При разведении буферного раствора буферная емкость уменьшается.

Интервал рН=рКа±1 называется зоной буферного действия.

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ К ТЕМЕ V. БУФЕРНЫЕ СИСТЕМЫ

Выберите один правильный ответ

1.БУФЕРНОЙ СИСТЕМОЙ I ТИПА ЯВЛЯЕТСЯ

1)пиридиновая

2)ацетатная

3)аммиачная

2.БУФЕРНОЙ СИСТЕМОЙ II ТИПА ЯВЛЯЕТСЯ:

1)фосфатная

2)ацетатная

3)аммиачная

4)гемоглобиновая

3.БУФЕРНОЙ СИСТЕМОЙ II ТИПА ЯВЛЯЕТСЯ

1)фосфатная

2)гидрокарбонатная

3)гемоглобиновая

79

4)анилиновая

4.БУФЕРНЫЕ СВОЙСТВА МОЖЕТ ПРОЯВЛЯТЬ СМЕСЬ ЭЛЕКТРОЛИТОВ

1)NaHCO3, CO2 ∙H2O

2)NH3 ∙H2O, NaCl

3)Na3PO4, K3PO4

4)CH3COOH, HNO3

5.К БУФЕРНЫМ СИСТЕМАМ ПЕРВОГО ТИПА ОТНОСИТСЯ КАЖДАЯ ИЗ ДВУХ БУФЕРНЫХ СИСТЕМ

1)аммиачная и гемоглобиновая

2)белковая и фосфатная

3) оксигемоглобиновая и пиридиновая

4)фосфатная и анилиновая

6.БУФЕРНЫЕ СВОЙСТВА МОЖЕТ ПРОЯВЛЯТЬ СМЕСЬ ЭЛЕКТРОЛИТОВ

1)КСl, СН3СООК

2)СН3СООН, СН3COONa

3)КСl, НСl

4)Na2СO3, NaOH

7.К БУФЕРНЫМ СИСТЕМАМ ВТОРОГО ТИПА ОТНОСИТСЯ КАЖДАЯ ИЗ ДВУХ БУФЕРНЫХ СИСТЕМ

1)аммиачная и пиридиновая;

2)гемоглобиновая и оксигемоглобиновая

3) фосфатная и аммиачная

4)белковая и анилиновая

8.БУФЕРНАЯ СИСТЕМА ВТОРОГО ТИПА СОСТОИТ ИЗ

1)слабого основания и соли этого основания и сильной кислоты

2)сильного основания и соли этого основания и сильной кислоты

3)сильного основания и соли этого основания и слабой кислоты

4)слабой кислоты и соли этой кислоты и сильного основания

80