Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Буферные растворы. Равновесия в гомогенных системах



Буферные растворы – это системы, состоящие из слабой кислоты и её растворимой соли (слабого основания и его соли) или смеси кислых солей многоосновных кислот. Буферные системы способны сохранять неизменным значение рН при разбавлении водой ипри добавлении небольших количеств кислоты или щёлочи.

  1. Растворы, содержащие слабую кислоту и соль этой кислоты с сильным основанием (рН=4‑7):

СН3СООН + СН3СООNa

NaНСО3 + Н2СО3

Ä В водном растворе:

Диссоциация солей:

СН3СООNa → СН3СОО- + Na+

NaНСО3 → Na+ + НСО3-

Частичная диссоциация слабой кислоты:

СН3СООН ↔ СН3СОО- + Н+

Н2СО3 ↔ НСО3- + Н+

Ä При добавлении кислоты (Н+): равновесие смещается влево, восстанавливается рН.

СН3СОО- + Н+↔СН3СООН

Ä При добавлении кислоты (HCl): Н+ + НСО3- → Н2СО3

(избыточна концентрация Н+ нейтрализуется взаимодействием с НСО3-).

Избыток Н2СО3 гидролизует в присутствии фермента карбоангидразы: Н2СО3↔ СО2 + Н2О

СО2 выделяется через лёгкие.

Ä При добавлении щёлочи: Н+ + ОН- → Н2О

Нейтрализация ионами Н+ гидроксид-ионів, равновесие в реакции диссоциации кислоты смещается вправо, рН = const

СН3СООН + NaОН → СН3СООNa + Н2О.

При поступлении щелочных продуктов – кислая часть буферной системы нейтрализует щёлочь: Н2СО3 + ОН-→НСО3- + Н2О

НСО3- ‑ выводится почками.

Выводы:

▪ Анионы, образованные в результате полной диссоциации соли, полностью угнетают диссоциацию слабой кислоты.

▪ При добавлении сильной кислоты её ионы водорода соединяются с анионами слабой кислоты с образованием недиссоциированных молекул кислоты (рН=const).

▪ При добавлении щёлочи: гидроксид-ионы взаимодействуют с ионами водорода (молекулами кислоты) с образованием воды (рН=const).

рН = рКа + lg

  1. Растворы, содержащие слабое основание и соль этого основания с сильной кислотой (рН=7-10)

NH4OH + NH4Cl

þ В водном растворе:

NH4Cl → NH4+ + Cl- (полная диссоциация соли).

NH4OH ↔ NH4+ + ОН- (частичная диссоциация).

þ При добавлении кислоты:

Н3О+ + NН3Н2О → 2Н2О + NН4+

(нейтрализация кислоты ионами ОН-, [ОН -] = const, рН = const

þ При добавлении щёлочи: равновесие при диссоциации аммиака смещается влево,

[ОН-] = const

NH4+ + ОН-↔ NH4OH

(ОН- связываются с ионами NH4+, образованными в результате диссоциации соли, рН=const).

Выводы:

þ Катионы, образованные в результате полной диссоциации соли, полностью угнетают диссоциацию слабого основания.

þ При добавлении сильной кислоты её ионы водорода связываются со слабым основанием с образованием воды, рН = const.

þ При добавлении щёлочи её гидроксид-ионы связываются с катионами слабого основания с образованием недиссоциированных молекул основания, рН = const

рН = 14 – рКв + lg

Таким образом, рН буферного раствора определённого состава определяется отношением концентрации кислоты и соли или основания и соли (не зависит от разбавления).

При изменении объёма раствора концентрация каждого компонента изменяется в одинаковое число раз и их соотношения остаются постоянными.

Буферная смесь поддерживает постоянным значения рН при условии: количество добавленных к раствору кислоты или основания не превышает предельной величины (буферная ёмкость).

Способность буферных растворов противодействовать изменению рН называется буферным действием.

Границы, в которых проявляется буферное действие, называется буферной ёмкостью (количество моль эквивалентов сильной кислоты или сильного основания, которые нужно добавить к 1л буферного раствора для изменения рН среды на единицу).

Буферная ёмкость зависит от:

a природы и концентрации компонентов буферного раствора;

a соотношение концентраций компонентов.




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.