ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Равновесия в буферных растворах



Растворы, способные поддерживать определенное значение рН при разбавлении, а также при добавлении некоторых количеств сильной кислоты или щелочи называют буферными. Буферные системы образуются при смешивании растворов слабого электролита (кислоты или основания) и соли данного слабого электролита.

Буферное действие основано на связывании добавляемых ионов Н+ или ОН- в молекулы малодиссоциированных соединений.

Различают следующие типы буферных растворов.

1. Смесь слабой кислоты и ее соли, например, СН3СООН + CH3COONa (уксусная кислота + ацетат натрия). При добавлении сильной кислоты к этому раствору анионы соли связывают ионы Н+ в молекулы малодиссоциированной уксусной кислоты:

При добавлении щелочи протекает реакция нейтрализации:

2. Смесь средней и кислой соли или двух кислых солей слабой многоосновной кислоты, например, Na2CO3 + NaHCO3 или Na2HPO4 + NaH2PO4. Анионы кислой соли реагируют подобно слабой кислоте в п.1.

3. Кислые соли слабых многоосновных кислот, при добавлении к растворам которых сильных кислот или щелочей протекают аналогичные реакции:

4. Смесь слабого основания и его соли, например, NH4OH + NH4Cl. Буферное действие основано на реакциях:

5. Соли слабых кислот и слабых оснований, например, NH4CH3COO. Буферное действие обусловлено реакциями:

рН буферного раствора вычисляется по формулам:

(2.28)

для кислого буферного раствора и

(2.29)

для щелочного буферного раствора, в которых pKd – константа диссоциации слабого электролита; номер константы диссоциации определяется из ионного состава буферного раствора. и – коэффициенты активности аниона соли слабой кислоты и катиона соли слабого основания соответственно.

Емкостью буферного раствора В называют количество сильной кислоты или щелочи, которое требуется добавить к 1 л раствора для изменения его рН на единицу. Раствор утрачивает буферные свойства при добавлении сильной кислоты или щелочи в количестве, превышающем буферную емкость. Различают буферную емкость раствора по кислоте и по щелочи.

 

Пример 17.

Вычислить рН буферного раствора, полученного при смешивании 1,8 л 0,2 М уксусной кислоты и 200 мл 0,2 М ацетата натрия; .

Решение. 1. Вычислить концентрации уксусной кислоты и ацетата натрия в буферном растворе по уравнению

,

где – концентрация компонента в буферном растворе, моль/л; – концентрация компонента в исходном растворе, моль/л; – объем компонента буферного раствора, л; – объем буферного раствора, л.

2. Вычислить ионную силу буферного раствора по концентрации в нем ацетата натрия

и логарифм коэффициента активности ацетат-иона

3. Рассчитать рН буферного раствора

 

Задачи для решения

451.К 200 мл 0,5 н. раствора уксусной кислоты добавили 10 мл 0,8 н. раствора едкого натра. Определить рН полученного раствора.

452.Какой объем 20 % раствора уксусной кислоты плотностью 1,026 г/см3 следует прилить к 1 л 0,075 н. раствора ацетата натрия, чтобы получить буферный раствор с рН = 2,75?

453.Рассчитать рН раствора, содержащего 1,5 моль/л ацетата натрия и 0,75 моль/л уксусной кислоты. На сколько изменится величина рН в результате добавления к 50 мл этого раствора 1 мл 2 н. раствора едкого натра?

454.Сколько граммов безводного бензойнокислого натрия необходимо прибавить к 100 мл 0,02 моль/л раствора бензойной кислоты С6Н5СООН, чтобы получить буферный раствор с рН=5?

455.К 25 мл 2 % раствора гидроксида аммония плотностью 0,99 г/см3 добавили 1,5 г хлорида аммония. Определить рН полученного раствора, если его плотность равна 1,01 г/см3.

456.Как изменится рН в 0,1 н. растворе уксусной кислоты после добавления к нему кристаллического ацетата натрия до концентрации 0,1 моль/л?

457.На сколько изменится рН раствора, полученного смешиванием 100 мл 5 % раствора муравьиной кислоты плотностью 1,008 г/см3 и 100 мл 7 % раствора формиата калия плотностью 1,01 г/см3, если к нему прилить 50 мл 0,2 н. раствора едкого калия?

458.Какой объём 20 % фосфорной кислоты (плотность 1,113 г/мл) надо добавить к 2 л раствора едкого калия с концентрацией 0,2 моль/л для получения буферного раствора с рН=6?

459.На сколько изменится рН раствора, содержащего в 200 мл 2,14 г хлорида аммония и 2,1 г гидроксида аммония, в результате добавления к нему 10 мл 2 н. раствора соляной кислоты?

460.Какой объем 0,5 моль/л раствора гидроксида бария следует добавить к 1,5 л 5 % раствора уксусной кислоты (плотность 1,006 г/см3), чтобы получить буферный раствор с рН=4?

461.Рассчитать рН раствора, полученного смешиванием 10 м3 2 % раствора едкого натра (плотность 1,021 г/см3) и 15 м3 5 % фосфорной кислоты (плотность 1,026 г/см3).

462.Какой объем 20 %-ной серной кислоты (плотность 1,139 г/мл) необходимо добавить к 5 л раствора этиламина с концентрацией 0,02 моль/л для получения буферного раствора с рН=9,8?

463.К 5 л 5 % раствора гидроксида аммония плотностью 0,986 г/мл добавили 10 л 3 % раствора серной кислоты плотностью 1,019 г/мл. Определить рН полученного раствора.

464.Определить рН, борно-натриевого буферного раствора, если концентрация Н3ВО3 15 %, NaH2BO3 10 %, а средняя плотность раствора 1,12 г/см3.

465.Рассчитать рН раствора, полученного путем поглощения 20 л углекислого газа раствором едкого натра в количестве 6 л и с концентрацией 0,1 моль/л. Процесс вели при температуре 25°С и давлении 1 атм.

466.Определить рН, фосфорно-натриевого буфера, если в 1 л раствора содержится 19,6 г фосфорной кислоты и 30 г дигидрофосфата натрия.

467.Объем хлористого водорода, равный 5 м3, был измерен при температуре 100°С и давлении 1,5 атм. Определить рН раствора, полученного в результате поглощения этого газа 5 м3 раствора гидроксида аммония с концентрацией 0,1 моль/л.

468.Рассчитать рН раствора, в 1 л которого содержится 12,5 г ацетата натрия и 17,5 г уксусной кислоты.

469.Какой объем аммиака должен быть поглощен при 25°С и давлении 1 атм 2 % раствором серной кислоты плотностью 1,012 г/мл в количестве 300 мл, чтобы полученный раствор имел значение рН=10?

470.Каков рН аммиачно-хлоридного буфера, содержащего в 1 л 70 г гидроксида аммония и 26,7 г хлорида аммония?

471.Какой объем 4,27 % раствора аммиака плотностью 0,98 г/см3 надо добавить к 200 мл 0,1 н. раствора соляной кислоты, чтобы получить буферный раствор с рН=8,24?

472.Рассчитать рН смеси карбоната и гидрокарбоната калия с концентрацией по 0,02 моль/л.

473.Сколько миллилитров 6 % раствора уксусной кислоты плотностью 1,007 г/см3 следует прилить к 100 мл 0,6 % раствора едкого натра плотностью 1,005 г/см3, чтобы получить буферный раствор с рН=4,18?

474.Рассчитать рН раствора дигидрофосфата натрия с концентрацией 1 моль/л

475.Сколько граммов гипобромита натрия NaBrO следует добавить к 10 л 0,5 н. раствора бромноватистой кислоты, константа диссоциации которой равна 2,06×10-9, чтобы получить буферный раствор с рН=6,74?

476.Рассчитать рН раствора гидросульфида калия с концентрацией 1 моль/л.

477.Какой объем аммиака должен быть поглощен при 25°С и давлении 1 атм 2 % раствором соляной кислоты (плотность 1,008 г/см3) в количестве 300 мл, чтобы полученный раствор имел значение рН=10?

478.Каково значение рН аммиачно-хлоридного буфера, содержащего в 1 л 70 г гидроксида аммония и 26,7 г хлорида аммония?

479.Как изменится рН СН3СООН в 0,2 М растворе, если к 100 мл этого раствора прибавили 30 мл 0,3 М раствора ацетата натрия.

480.Рассчитать рН полученного раствора, если к 100 мл 0,0375 М СН3СООН прибавили 0,102 г CH3COONa.

481.Вычислить рН раствора, полученного смешиванием 25 мл 0,2 М СН3СООН и 15 мл 0,1 М CH3COONa.

482.Вычислить рН полученного раствора, если в 1 л воды содержится 60,05 г СН3СООН и 82,03 г CH3COONa.

483.Вычислить рН раствора, если к 2 л воды прибавили 23 г НСООН и 21 г НСООК.

484.Вычислить рН раствора, полученного смешиванием 15 мл 0,1 м НСООН и 12 мл 0,2 М HCOONa.

485.Какой объем 0,2 М NaOH надо прибавить к 40 мл 0,1 М раствора лимонной кислоты, чтобы получить раствор с рН = 3,0?

486.Какой объем раствора NaOH концентрацией 0,4 % надо прибавить к 23 мл 0,2 М раствора ортофосфорной кислоты, чтобы получить раствора с рН = 2,3?

487.Какую массу гидроксида натрия надо растворить в 100 мл 0,1 М раствора гидрокарбоната натрия, чтобы получить раствор с рН = 10?

488.Какую массу гидрокарбоната натрия надо растворить в 30 мл раствора гидроксида натрия концентрацией 1 %, чтобы получить раствор с рН = 10,0?

489.Как изменится рН 1 % раствора НСООН, если к 230 мл этого раствора прибавить 540 мл раствора НСООK концентрацией 0,5 %?

490.Сколько миллилитров 0,2 м HCl надо добавить к 50 мл 0,1 М Na2CO3, чтобы получить раствор с рН=10,5?

491.К 200 мл 0,5 н. раствора уксусной кислоты добавили 10 мл 0,8 н. раствора едкого натра. Определить рН полученного раствора.

492.Какой объем 20 % раствора уксусной кислоты плотностью 1,026 г/см3 следует прилить к 1 л 0,075 н. раствора ацетата натрия, чтобы получить буферный раствор с рН = 2,75?

493.Рассчитать рН раствора, содержащего 1,5 моль/л ацетата натрия и 0,75 моль/л уксусной кислоты. На сколько изменится величина рН в результате добавления к 50 мл этого раствора 1 мл 2 н. раствора едкого натра?

494.Сколько граммов безводного бензойнокислого натрия необходимо прибавить к 100 мл 0,02 моль/л раствора бензойной кислоты С6Н5СООН, чтобы получить буферный раствор с рН=5?

495.К 25 мл 2 % раствора гидроксида аммония плотностью 0,99 г/см3 добавили 1,5 г хлорида аммония. Определить рН полученного раствора, если его плотность равна 1,01 г/см3.

496.Как изменится рН в 0,1 н. растворе уксусной кислоты после добавления к нему кристаллического ацетата натрия до концентрации 0,1 моль/л?

497.На сколько изменится рН раствора, полученного смешиванием 100 мл 5 % раствора муравьиной кислоты плотностью 1,008 г/см3 и 100 мл 7 % раствора формиата калия плотностью 1,01 г/см3, если к нему прилить 50 мл 0,2 н. раствора едкого калия?

498.Какой объём 20 % фосфорной кислоты (плотность 1,113 г/мл) надо добавить к 2 л раствора едкого калия с концентрацией 0,2 моль/л для получения буферного раствора с рН=6?

499.На сколько изменится рН раствора, содержащего в 200 мл 2,14 г хлорида аммония и 2,1 г гидроксида аммония, в результате добавления к нему 10 мл 2 н. раствора соляной кислоты?

500.Какой объем 0,5 моль/л раствора гидроксида бария следует добавить к 1,5 л 5 % раствора уксусной кислоты (плотность 1,006 г/см3), чтобы получить буферный раствор с рН=4?

501.Рассчитать рН раствора, полученного смешиванием 10 м3 2 % раствора едкого натра (плотность 1,021 г/см3) и 15 м3 5 % фосфорной кислоты (плотность 1,026 г/см3).

502.Какой объем 20 %-ной серной кислоты (плотность 1,139 г/мл) необходимо добавить к 5 л раствора этиламина с концентрацией 0,02 моль/л для получения буферного раствора с рН=9,8?

503.К 5 л 5 % раствора гидроксида аммония плотностью 0,986 г/мл добавили 10 л 3 % раствора серной кислоты плотностью 1,019 г/мл. Определить рН полученного раствора.

504.Определить рН, борно-натриевого буферного раствора, если концентрация Н3ВО3 15 %, NaH2BO3 10 %, а средняя плотность раствора 1,12 г/см3.

505.Рассчитать рН раствора, полученного путем поглощения 20 л углекислого газа раствором едкого натра в количестве 6 л и с концентрацией 0,1 моль/л. Процесс вели при температуре 25°С и давлении 1 атм.

506.Определить рН, фосфорно-натриевого буфера, если в 1 л раствора содержится 19,6 г фосфорной кислоты и 30 г дигидрофосфата натрия.

507.Объем хлористого водорода, равный 5 м3, был измерен при температуре 100°С и давлении 1,5 атм. Определить рН раствора, полученного в результате поглощения этого газа 5 м3 раствора гидроксида аммония с концентрацией 0,1 моль/л.

508.Рассчитать рН раствора, в 1 л которого содержится 12,5 г ацетата натрия и 17,5 г уксусной кислоты.

509.Какой объем аммиака должен быть поглощен при 25°С и давлении 1 атм 2 % раствором серной кислоты плотностью 1,012 г/мл в количестве 300 мл, чтобы полученный раствор имел значение рН=10?

510.Каков рН аммиачно-хлоридного буфера, содержащего в 1 л 70 г гидроксида аммония и 26,7 г хлорида аммония?

 






Последнее изменение этой страницы: 2016-04-07; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.227.247.17 (0.012 с.)