49. Буферные растворы. Буферная ёмкость.

Буферный раствор — это раствор, pH которого сохраняется постоянным при разбавлении или добавлении к нему кислоты или основания. Он содержит одновремнно слабую кислоту (или основание) и соль этой кислоты (или основания). Например, СН3СООН и CH3COONa, или NН3 и NH4Cl ). При разведении раствора или добавлении к нему некоторого количества кислоты или щелочи кислотно-основная пара способна соответственно быть донором либо акцептором водородных ионов, поддерживая т.о. величину водородного показателя на относительно постоянном уровне. Буферные растворы сохраняют устойчивость буферных свойств в определенном интервале значений рН, то есть обладают определенной буферной емкостью. За единицу буферной емкости условно принимают емкость такого буферного раствора, для изменения рН которого на единицу требуется добавить 1 моль сильной кислоты или сильной щелочи на 1 л раствора. Буферная емкость находится в прямой зависимости от концентрации Б. р.: чем концентрированнее раствор, тем больше его буферная емкость; разведение Б. р. сильно уменьшает буферную емкость и лишь незначительно изменяет рН. В лабораторной практике Б. р. используют в тех случаях, когда то или иное исследование может быть проведено лишь при постоянном значении рН и в качестве стандартов при определении рН различных растворов. Буферные растворы готовят обычно путем растворения в воде взятых в соответствующих пропорциях слабой кислоты и ее соли, образованной щелочным металлом, частичной нейтрализации слабой кислоты сильной щелочью или слабого основания сильной кислотой, растворения смеси солей многоосновной кислоты.

50. Растворимость. Произведение растворимости.

Способность веществ растворяться в воде или другом растворителе называется растворимостью. По растворимости все вещества, в зависимости от своей природы, делятся на три группы: хорошо растворимые, малорасворимые, практически нерастворимые. Абсолютно нерастворимых веществ нет. Если опустить в воду стеклянную палочку, кусочек золота или серебра, то они в ничтожно малых количествах всё ж растворяются в воде. Поэтому их называют практически нерастворимыми. К малорастворимым веществам относят, например сульфат кальция, кислород. Растворимые в воде вещества могут быть как твёрдыми (гидроксид натрия, сульфат меди), так и жидкими (уксусная кислота, серная кислота). Таким образом, растворимость зависит прежде всего от природы самого вещества. Второй фактор, влияющий на растворимость веществ — это температура. Как правило растворимость твёрдых вещетв с увеличением температуры заметно возрастает. Растворимость газов с повышением температуры уменьшается, так как при их растворении выделяется теплота: газ+вода=аствор+Q. При повышении давления растворимость газа возрастает. Растворимость веществ при развличных температурах количественно характеризуется с помощью величины коэффициента растворимости. Коэффициент растворимости — это максимальная масса вещества (в граммах), которое можно растворить при данной температуре в воде массой 100 г.

При растворении твёрдого тела в воде растворение прекращается, когда получается насыщенный раствор, т.е. когда между растворяемым веществом и находящимися в растворе молекулами того же вещества установится равновесие. Например, в насыщенном растворе сульфата кальция устанавливается равновесие: CaSO4<=>Ca²⁺+SO4^2-. Константа равновесия для этого процесса выразится уравнением: К_с=[Ca²⁺]*[SO4^2-]/[CaSO4]. Знаменатель дроби — концентрация твёрдой соли — представляет собой постоянную величину, которую можно ввести в константу. Тогда обозначая К_с[CaSO4]=К_c^', получим: [Ca²⁺]*[SO4^2-]=К_c^'. Т.о. в насыщенном растворе электролита произведение концентрации его ионов есть величина постоянная при данной температуре. Эта величина количественно характеризует способность электрлита растворяться: её называют произведением растворимости электролита и обозначают буквами ПР. Т.о. ПР(CaSO4)=[Ca²⁺]*[SO4^2-]. Численное значение ПР электролита нетрудно найти, зная его растворимость. Например, растворимость сульфатасульфата кальция при 20⁰ равна 1,5*10^-2 моль/литр. Это значит, что в насыщенном растворе концентрация каждого из ионов [Ca²⁺] и [SO4^2-] равна 1,5*10^-2 моль/литр. Следовательно ПР этой соли: ПР(CaSO4)=[Ca²⁺]*[SO4^2-]=(1,5*10^-2)²=2,25*10^-4.. В тех случаях, когда электролит содержит два или несколько одинаковых ионов, концентрации этих ионов при вычислении ПР должны быть возведены в соответствующие степени. Например: ПР(PbI2)=[Pb²⁺][I^-]². Произведение растворимости, вычисленное без учёта коэффициентов активности, является постоянной величиной только для малорастворимых электролитов.