Розробка методпосібника з аналітичної хімії

(1)

Концентрація аніонів [А-] збігається із концентрацією аніонів кислоти і аніонів солів. Але так, як власна дисоціація кислоти під впливом однойменного іона А- солі МА сильно подавлена, то концентрацією аніонів кислоти можна знехтувати, а концентрацією аніонів прийняти рівною концентрації солі: [А-] = Ссолі. Рівновагу концентрацію недисоційованих молекул слабкої кислоти можна з достатньою ступенею точності прирівняти до загальної концентрації кислоти: [НА]=Скис.

Підставивши ці значення в (1), отримаємо:

(2)

Звідси

(3)

Логарифмуємо і міняємо знаки:

(4)

Отже, концентрація іонів водню в буферних розчинах залежить від величини константи дисоціації кислоти і від відношення концентрації солі і кислоти (а не від абсолютних їх концентрацій). Якщо концентрації кислоти і солі одинакові, відношення

Для буферного розчину, який складається із слабкої основи (МОН) і його солі (МА), по аналогії можна написати:

(5)

При Скис=Ссолі відношення концентрацій можна замінити відношення об’ємів (Vсолі/Vкис).

Розглянемо декілька прикладів обчислень за цими формулами.

Приклад 1. Чому дорівнює рН суміші СН3СООН і СН3СООNа, в якій концентрація кислоти в два рази більша концентрації солі?

Розв’язок. рН такого розчину обчислюємо по формулі (4):

рН=4,75+ =4,75+1,70=4,45

Приклад 2. Обчислити рН розчину, виготовленого зливанням 50 мл 0,1 м розчину NН4ОН і 75 мл 0,1 м розчину. NН4С1×рКNН4ОН=4,76.

Розв’язок. рН розраховуємо по формулі (5):рН=14-4,76- 1,5=14-4,76-0,18=9,06

Приклад 3. В якому співвідношенні об’ємів необхідно змішати 0,05 м розчини Н3РО4 і NаН2РО4, щоб рН одержаного розчину був рівний 2,0? рК1=1,96.

Розв’язок. рН розчину обчислюємо за формулою (4):

рН=1,96+ ; 2-1,96= ;

0,04= або =1,01.

Властивості буферних розчинів