Расчет рН. Буферные растворы.

План Расчет рН и рОН водных растворов кислот и оснований. Расчет рН и рОН водных растворов кислот и оснований. Расчет рН растворов амфолитов. Расчет рН растворов амфолитов. Расчет рН растворов солей. Расчет рН растворов солей. Расчет рН буферных растворов. Расчет рН буферных растворов. Протолитические равновесия в неводных растворах. Протолитические равновесия в неводных растворах.

1. Расчет рН водных растворов кислот и оснований. Расчет рН растворов сильных кислот и оснований Расчет рН растворов сильных кислот и оснований Для разбавленных растворов сильных кислот и оснований: Для разбавленных растворов сильных кислот и оснований:

Расчет рН растворов слабых кислот и оснований

Если слабая кислота (основание) мало диссоциирует ( 0,03 – 0,05), то рН:

В разбавленных растворах (С 1 10 –4 М) кислот (оснований) с К 10 –6 Расчет рН смеси двух кислот (оснований) средней силы

Если степень диссоциации кислот (оснований) не превышает 5%, то рН можно рассчитать по общей концентрации кислоты (основания)

2. Расчет рН растворов амфолитов

3. Расчет рН растворов солей Соль слабой кислоты и сильного основания Соль слабой кислоты и сильного основания

3. Расчет рН растворов солей Соль сильной кислоты и слабого основания Соль сильной кислоты и слабого основания

3. Расчет рН растворов солей Соль слабой кислоты и слабого основания Соль слабой кислоты и слабого основания

Буферные растворы Это водные растворы смесей слабой кислоты с её солью или слабого основания с его солью, которые поддерживают значение рН постоянным при изменении концентрации и состава раствора Это водные растворы смесей слабой кислоты с её солью или слабого основания с его солью, которые поддерживают значение рН постоянным при изменении концентрации и состава раствора

Виды буферных растворов Ацетатный рН=4,74 Ацетатный рН=4,74 (1М СН 3 СООН+1М СН 3 СООNa) Аммонийный рН=9,2 Аммонийный рН=9,2 (1M NH 4 OH + 1M NH 4 Cl) (1M NH 4 OH + 1M NH 4 Cl) Фосфатный рН=6,6 Фосфатный рН=6,6 (1M NaH 2 PO 4 +1M Na 2 HPO 4 ) (1M NaH 2 PO 4 +1M Na 2 HPO 4 ) Формиатный рН=3,8 Формиатный рН=3,8 (1M HCOOH +1M HCOONH 4 ) (1M HCOOH +1M HCOONH 4 ) Карбонатный рН=9,93 Карбонатный рН=9,93 (0,05M NaHCO 3 + 0,05M Na 2 CO 3 )

4. Расчет рН буферных растворов Механизм буферного действия Буфер: слабая кислота и ее соль (CH 3 COOH + CH 3 COONa) При добавлении ионов H + : При добавлении ионов H + : CH 3 COO - + H + CH 3 COOH При добавлении ионов OH - : При добавлении ионов OH - : CH 3 COOH + OH - CH 3 COO - + H 2 O

Механизм буферного действия Буфер – слабое основание и его соль (NH 3 +NH 4 Cl) При добавлении ионов H + : При добавлении ионов H + : NH 3 + H + NH 4 + При добавлении ионов OH – : При добавлении ионов OH – : NH OH – NH 3 H 2 O

Расчет рН буферных растворов

Буферная емкость

Выводы: Буферные растворы обладают определенной буферной емкостью и сохраняют близкие значения рН только до прибавления определенного количества кислоты или щелочи Буферные растворы обладают определенной буферной емкостью и сохраняют близкие значения рН только до прибавления определенного количества кислоты или щелочи Буферная емкость тем больше, чем выше концентрация компонентов буферного раствора Буферная емкость тем больше, чем выше концентрация компонентов буферного раствора

Характеристика буферных растворов Буферная смесь рН Область рН эффективного использования HCOOH + HCOONa 3,8 2,8 – 4,8 C 6 H 5 COOH + C 6 H 5 COONa 4,2 3,2 – 5,2 CH 3 COOH + CH 3 COONa 4,8 3,8 – 5,8 NaH 2 PO 4 + Na 2 HPO 4 6,6 5,6 – 7,6 NH 4 OH + NH 3 9,2 8,2 – 10,2

5. Протолитические равновесия в неводных растворах По полярности Полярные растворители: 30 (владеют диссоциирующим действием) Полярные растворители: 30 (владеют диссоциирующим действием) Малополярные растворители: =10 30 (слабое диссоциирующее действие) Малополярные растворители: =10 30 (слабое диссоциирующее действие) Неполярные растворители: 10 (не имеют диссоциирующего действия) Неполярные растворители: 10 (не имеют диссоциирующего действия)

За кислотно-основными свойствами растворители: протогенные протогенные протонные: протофильные амфипротные амфипротныеапротонные

За способностью ионизировать ковалентные связи растворители ионизирующие ионизирующие неионизирующие неионизирующие

Для расчета рН растворов в неводных растворителях необходимо: значение константы автопротолиза соответствующего растворителя значение константы автопротолиза соответствующего растворителя значение константы кислотности (основности) кислоты (основания) в этом растворителе значение константы кислотности (основности) кислоты (основания) в этом растворителе