17. Буферные растворы. Расчет равновесных концентраций ионов и рН раствора.
Буферные растворы- это растворы, рН которого остается постоянным при их разбавлении, а так же при добавлении небольших количеств сильных кислот и оснований.
К буферным растворам относят смеси :
А) слабой кислоты и ее соли
Б) слабого основания и его соли
В) Средняя и кислая соль
Г) две кислые соли.
Ацетатный буфер:
СH3COOH↔CH3COO- +H+
CH3COONa→CH3COO- + Na+
При добавлении к ацетатному буферу избыточное количество протонов Н+ , согласно принципу Ле-Шателье, равновесие сместится влево, при этом все избытки протонов Н+ свяжется с ацетат ионами и рН меняется мало.
При добавлении щелочи к этому же буферу резко возрастает количество гидроксогрупп , которые начинают связываться с протонами Н+ в воду, поэтому рН раствора практически не изменяется.
Однако способность буферного раствора поддерживать постоянное рН не безгранично. При добавлении большого количества сильной кислоты или щелочи происходит скачкообразное значение рН , говорящее о том, что буфер сломался.
Буферная ёмкость- это число эквивалентов сильной кислоты или основания , которое нужно добавить к 1 л буферного раствора, чтобы изменить его рН на единуцу.
К=
, х- концентрация протонов водорода, или
гидроксид ионов
18.Расчет pH буферного раствора при добавлении небольших количеств сильных кислот или сильных оснований.
Среди биологических объектов буф. Системами явл. Морская вода, апельсиновый сок, кровь и др.
Например, ацетатный буфер:
C
COOH
C
CO
+
C
COOH
C
CO
+
При добавлении небольшого колич.сильной кислоты протонов водорода , согласно принципу Ле-Шателье хим. Равновесие смещается в сторону к исходному веществу (влево) при этом все изб. Протоны водорода связываться с ацетат ионами и pH меняется.
При добавлении щелочи резко возрастает количество гидрокса групп которые связываться с протонами водорода в воду (нейтрализация гидрокса-групп) поэтому pH практически не измениться, однако способность буф. Р-ра поддерживать pH небезгранично, при добавлении большого количества кислоты или щелочи , происходит “падение” pH говорящее о том, что буфер сломан.
Буферная емкость- число эквивалентов кислоты или основание которое необходимо добавить к 1л. Буф. Р-ру , что бы его pH на 1.(единицу)
Чаще всего буф. Р-ры готовят смешиванием р-ров одинаковой концентрации обоих компонентов.
При добавлении сильной кислоты к буф. Р-ру она вся реагирует с ацетатом натрия, превращается в уксусную кислоту , значит концентрация уксусной кислоты увеличиться и согласно принципу Ле-Шателье равновесие уксусной кислоты будет смещен в сторону прямой реакции т.е. диссоциация будет усиливаться .
При добавлении щелочи к данному буф. Р-ру она вся прореагирует с образованием ацетата натрия, который явл. Сильным электролитом полностью распадаться на ионы, поэтому
в системе увеличивается концентрация ацетат ионов, это следует , что уравнение смешается в сторону образования реакции и приводит к уменьшению степени диссоциации.