Физическая и коллоидная химия. Бобринская Е.В - 53 стр.

UptoLike

Понятно, что значение рН зависит от соотношения концентраций
компонентов раствора и не зависит от разбавления.
Для буферного раствора , состоящего из слабого основания и его соли,
рН рассчитывается по уравнению:
.lg
соли
осн
осн
с
c
рК14рН +−=
(4-31)
Величину буферного действия характеризует буферная емкость
раствора β . Она определяется количеством сильной кислоты или основания
(в расчете на молярную массу эквивалента), которое можно добавить к 1 дм
3
буферного раствора для изменения его рН на единицу . Значение β зависит от
природы компонентов буферного раствора и от соотношения их
концентраций. Чем выше концентрация компонентов и ближе к единице их
соотношение, тем больше величина буферной емкости. Если же соотношение
концентраций больше 10 или меньше 0,1, то такая смесь буферным действием
практически не обладает из-за крайне малого значения β.
Таким образом, из выбранной пары кислоты и соли (или основания и
соли) можно приготовить буферные растворы , значения рН которых лежат в
пределах рК ± 1.
Если а и b число молярных масс эквивалентов соответственно
сильной кислоты и основания, то
,
рНV
1000V с
рН
b
или
рНV
1000V с
рН
а
буфер
осносн
буфер
тыктык
∆⋅
⋅⋅
=
∆⋅
=
−−
(4-32)
где рН изменение рН при добавлении данного количества сильной
кислоты или сильного основания; с
к-ты
и с
осн
молярная концентрация
эквивалента сильного электролита, добавляемого к буферному раствору .
Задача работы : приготовление буферного раствора и определение его
буферной емкости.
Оборудование , материалы: рНметр или милливольтметр типа ЭВ-
74, индикаторный стеклянный электрод и электрод сравнения (лучше
хлорсеребряный); магнитная мешалка , стаканчик для титрования объемом
50-100 см
3
; градуированные пипетки на 5,0 и 25,0 см
3
; бюретка ; конические
колбы ; стандартные растворы для рН метрии; растворы HCl; NaOH;
CH
3
COOH и CH
3
COONa с концентрацией 0,1 М .
Выполнение работы
1. Используя указания к работе 7, составляют гальваническую цепь
(рис.4-5) и проводят измерение напряжения этой цепи в серии водных
растворов с известным значением рН
а
.
Если серии стандартных буферных растворов нет , то
последовательным разбавлением готовят серию растворов HCl с
концентрацией 0,1; 1*10
-2
; 1*10
-3
; 1*10
-4
и 1*10
-5
моль/дм
3
и стандартный
Понятно, что значение рН зависит от соотношения концентраций
компонентов раствора и не зависит от разбавления.
     Для буферного раствора, состоящего из слабого основания и его соли,
рН рассчитывается по уравнению:
                                                   c осн
                              рН =14 −рК осн +lg          .        (4-31)
                                                   с соли
      Величину буферного действия характеризует буферная емкость
раствора β. Она определяется количеством сильной кислоты или основания
(в расчете на молярную массу эквивалента), которое можно добавить к 1 дм3
буферного раствора для изменения его рН на единицу. Значение β зависит от
природы компонентов буферного раствора и от соотношения их
концентраций. Чем выше концентрация компонентов и ближе к единице их
соотношение, тем больше величина буферной емкости. Если же соотношение
концентраций больше 10 или меньше 0,1, то такая смесь буферным действием
практически не обладает из-за крайне малого       значения β.
      Таким образом, из выбранной пары кислоты и соли (или основания и
соли) можно приготовить буферные растворы, значения рН которых лежат в
пределах рК ±1.
      Если а и b – число молярных масс эквивалентов соответственно
сильной кислоты и основания, то
                               а    с    ⋅V      ⋅1000
                         β=       = к −ты к −ты
                             ∆рН       Vбуфер ⋅ ∆рН
                        или                                     (4-32)
                               b   с ⋅ V ⋅1000
                        β=        = осн осн       ,
                              ∆рН    Vбуфер ⋅ ∆рН
где ∆рН – изменение рН при добавлении данного количества сильной
кислоты или сильного основания; с к-ты и сосн – молярная концентрация
эквивалента сильного электролита, добавляемого к буферному раствору.
      Задача работы: приготовление буферного раствора и определение его
буферной емкости.
      Оборудование, материалы: рН–метр или милливольтметр типа ЭВ-
74, индикаторный стеклянный электрод и электрод сравнения (лучше
хлорсеребряный); магнитная мешалка, стаканчик для титрования объемом
50-100 см3; градуированные пипетки на 5,0 и 25,0 см3; бюретка; конические
колбы; стандартные растворы для рН – метрии; растворы HCl; NaOH;
CH3 COOH и CH3COONa с концентрацией 0,1 М.
                              Выполнение работы
      1. Используя указания к работе 7, составляют гальваническую цепь
(рис.4-5) и проводят измерение напряжения этой цепи в серии водных
растворов с известным значением рНа.
      Если    серии    стандартных       буферных     растворов    нет,  то
последовательным разбавлением готовят серию растворов HCl с
концентрацией 0,1; 1*10-2; 1* 10-3; 1*10-4 и 1* 10-5 моль/дм3 и стандартный