Рассчитать концентрацию ионов водорода в буферном растворе, составленном из 0,1 М селенида натрия и 0,01 М гидроселенида натрия.

Равновесие между формами [Se^2-] и [HSe^-] описывается К_а,2 = 10^-11, концентрация сопряженной кислоты в десять раз меньше, чем соли. Воспользуемся полным уравнением с учетом гидролиза соли.

 .

После преобразований приходим к квадратному уравнению:

, pH = 11,77.

Приблизительный расчет без учета гидролиза дает:

, pH = 12,00.

На этой же смеси рассмотрим влияние такого фактора, как разбавление буферного раствора.

Пример.

Рассчитать концентрацию ионов водорода в буферном растворе, составленном из 0,01 М селенида натрия и 0,001 М гидроселенида натрия.

,

 , pH = 11,40.

Для селенидного буферного раствора с содержанием компонентов 0,1: 0,1 разбавление раствора в 10 раз привело к незначительному изменению рН в пределах одной десятой

, pH = 11,01.

, pH = 10,93.

Рассчитать концентрацию ионов водорода в буферном растворе, составленном следующим образом:

1) 100 мл 1 М аммиака + 5 мл 37% соляной кислоты (плотность 1,185)

2) 100 мл 2 М муравьиной кислоты + 5 г гидроксида натрия,

3) 100 мл 0,5 М щавелевой кислоты + 40 мл 10% раствора NaOH (плотность 1,11),

4) 10 мл 0,2 М сернистой кислоты + 5 мл 2% раствора NaOH (плотность 1,02),

5) 100мл 0,6 М гидрокарбоната натрия + 1 г гидроксида натрия,

6) 10 мл 25,6% фосфорной кислоты (плотность 1,15) + 8 мл 13% раствора гидроксида калия (плотность 1,12)

7) 13,6 г дигидрофосфата калия растворили в 100 мл 1% раствора гидроксида натрия,

8) 25 мл 1 М раствора фосфата натрия + 1 мл 94% раствора серной кислоты (плотность 1,83),

9) 10 мл концентрированной уксусной кислоты (плотность 1,050) + 10 мл 30% гидроксида натрия (плотность 1,33),

10) 10 мл 86% фосфорной кислоты (плотность 1,70) + 30 г фосфата калия + 100 мл воды.

7. ПРИГОТОВЛЕНИЕ БУФЕРНЫХ РАСТВОРОВ С ЗАДАННЫМ ЗНАЧЕНИЕМ рН.

Пример.

Сколько гидроксида натрия нужно добавить к 1 л 1 М муравьиной кислоты (К_а = 1,8·10^-4), чтобы получить буферный раствор с рН = 4,0?

Обозначим Х необходимое количество молей NaOH. Количество молей образовавшегося формиата натрия будет равно Х, а оставшейся муравьиной кислоты (1 – Х)

Для расчетов воспользуемся формулой:

. X = 0,643 моля.

Молекулярная масса NaOH = 40. 0,643 х 40 = 25,7 г гидроксида натрия.

Пример.

Имеется 100 мл 0,5 М раствора лимонной кислоты H₃ Cit (K_а,1= 8,0·10^-4, K_а,2= 1,7·10^-5, K_а,3= 4·10^-7). Сколько гидроксида натрия нужно добавить, чтобы получить буферный раствор с рН 6?

Чтобы раствор можно было использовать как буферный, соотношение в нем сопряженных кислоты и основания должно лежать в интервале 0,1 – 10, то есть . Нужное нам значение рН обеспечит K_а,3, которая описывает равновесие между формами [HCit^2-] и [Cit^3-]. Для нейтрализации 100 мл 0,5 М раствора лимонной кислоты до двузамещенной соли HCit^2- необходимо добавить 2 х 0,1л х 0,5 моля = 0,1 моля NaOH, то есть 4 г.

Обозначим Х количество молей NaOH, необходимое для частичной нейтрализации кислой соли по третьей ступени.

.

 , откуда Х = 0,0143 моля. Молекулярная масса NaOH – 40.

(0,1 + 0,0143) моля х 40 = 4,572 г NaOH.

Пример.