Свойства буферных растворов.

Цель работы. Научиться готовить буферные растворы и исследовать зависимость рН буферного раствора от соотношения концентраций компонентов буферной системы, разбавления и добавления сильных протолитов.

Задание: Приготовить несколько растворов, содержащих ацетатный буфер. Установить зависимость рН этих растворов от соотношения концентраций компонентов. Выяснить влияние добавления небольших количеств сильных протолитов на значение рН буферного раствора.

Оборудование и реактивы. Набор пробирок в штативе; бюретки вместимостью 25 мл; воронки диаметром 30 мм; пипетки вместимостью 1 мл; стеклянные палочки; капельницы с растворами; пипетки глазные.

Соляная кислота; растворы уксусной кислоты, гидроксида натрия, ацетата натрия (все по 0,1 моль/л); хлорида натрия 0,9%, раствор лакмоида в этаноле.

Сущность работы: Для расчета рН ацетатной буферной системы используют уравнение:

Анализ приведенного уравнения позволяет сделать следующие выводы: рН буферных растворов зависит от константы диссоциации сопряженной кислоты, от соотношения концентраций (количеств веществ) компонентов кислотно-основной пары, практически не зависит от разбавления раствора водой.

При введении в буферный раствор небольшого количества (X моль) сильной кислоты рН получившегося буферного раствора можно рассчитать следующим образом:

где n – количество вещества компонента буфера, моль.

При введении в буферный раствор небольшого количества (Y моль) сильного основания, рН буферного раствора можно рассчитать по формуле:

Выполнение эксперимента:

Опыт 1. Приготовление буферных растворов с различным значением рН.

Экспериментальные данные

Пробирка с исходным буферным раствором	№1	№2	№3
с(NaCH3COO): с(CH3COOH)
Цвет буферного раствора после добавления лакмоида
рН исходного буферного раствора
Пробирка с разбавленным буферным раствором	№4	№5	№6
с(NaCH3COO): с(CH3COOH)
Цвет разбавленного буферного раствора после добавления лакмоида
рН разбавленного буферного раствора

Справочные данные: рК_а(CH₃COOH) = ________________

Расчет рН

 

* В выводе определяют зависимость рН буферного раствора от соотношения концентраций компонентов и от разбавления. Приводят объяснения.

Вывод:

Опыт 2. Влияние добавления небольших количеств сильных кислот и оснований на рН буферного раствора.

Экспериментальные данные

№ раствора	Объект изучения	Окраска раствора после добавления лакмоида	+ 5 капель HCl, с =0,1 моль/л.	+5 капель NaOH, с =0,1 моль/л.
	Буферный раствор 1:1			------
	Буферный раствор 1:1		-----
	Физиологический раствор			------
	Физиологический раствор		------

* В выводе кратко формулируют механизм буферного действия.

Вывод:

 

Дата __________ Занятие _________

Задания для самостоятельной работы

5.128; 5.129; 5.131; 5.135

 

Дата _______

Лабораторная работа 6.4

 

Буферная емкость растворов.

Цель: Научиться исследовать зависимость буферной емкости раствора от разбавления и экспериментально определять буферную емкость по кислоте и основанию.

Задание: Приготовить несколько растворов, содержащих ацетатный буфер. Установить зависимость буферной емкости от разбавления. Рассчитать буферную емкость по кислоте и основанию.

Оборудование и реактивы: Набор пробирок в штативе, бюретки вместимостью 25 мл, воронки, мерные цилиндры, конические колбы, пипетки, стеклянные палочки, капельницы с растворами.

Соляная кислота, растворы уксусной кислоты, гидроксида натрия, ацетата натрия (0,1 моль/л), раствор метилового оранжевого в этаноле, раствор метилового красного в этаноле.

Сущность работы: Визуальное наблюдение за изменениями в пробирках, содержащих буферные растворы и при разбавлении. Буферную емкость по кислоте определяют ацидиметрическим методом, буферную емкость по основанию – алкалиметрическим методом

(см.Модуль 01).

 

Выполнение эксперимента:

Опыт 1. Установление зависимости буферной емкости раствора от разбавления.

 

Пробирка	Объект исследования	Окраска после добавления метилового оранжевого	Окраска после добавления 5 капель р-ра NaOH, (с=0,1 моль/л)
	Исходный буферный раствор 1:1
	Разбавленный буферный раствор 1:1

Наблюдения:

Вывод:

Опыт 2. Определение буферной емкости раствора по кислоте и основанию.

Колба	Содержимое колбы	υ(NaCH3COO) ------------------ υ (CH3COOH)	рН до титрования	Vтитранта мл	рН после титрования	β ммоль/л
	Испытуемый раствор	По кислоте (с метиловым оранжевым)
1:1
	Раствор-свидетель	1:9	-		-
	Испытуемый раствор	По основанию (с метиловым красным)
1:1
	Раствор-свидетель	9:1	-		-

 

Расчет: Буферную емкость по кислоте рассчитываеют по формуле:

β_а = V(HCL)c(HCL) / V_буф.р.∆ рН,

где c(HCL)- молярная концентрация хлороводорода в титранте, моль/л;

V(HCL) – результат титрования,мл; V_буф.р – объем испытуемого буферного раствора,мл;

∆ рН – изменение рН испытуемого раствора в процессе добавления соляной кислоты;

∆ рН = _. рН (испыт.р) - рН(свидетеля)

Б уферную емкость по основанию рассчитываеют по формуле:

β_в = V(NaOH)c(NaOH) / V_буф.р.∆ рН,

где c(NaOH))- молярная концентрация щелочи в титранте, моль/л;

V(NaOH) – результат титрования,мл; V_буф.р – объем испытуемого буферного раствора,мл;

∆ рН – изменение рН испытуемого раствора в процессе добавления соляной кислоты;

∆ рН = _. рН (свидетеля) - рН(испыт.р)

 

 

* В выводе указывают полученные результаты, сравнивают буферную емкость по кислоте и основанию. Дают объяснения полученным результатам.

 

Вывод:

 

Дата __________ Занятие ___________