ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Буферные системы из "Курс качественного химического полумикроанализа 1973" Если в 1 л чистой воды растворить 0,01 моль НС1, то получится 0,01 и. раствор хлористоводородной кислоты, концентрация Н+ в котором составляет 10 г-ион/л. Следовательно, pH раствора уменьшится при этом с 7 до 2.. [c.108] Точно так же нетрудно рассчитать (сделайте это ), что при растворении в 1 л воды 0,01 моль едкого натра pH раствора повысится с 7 до 12. Значит, введение в чистую воду даже сравнительно малых количеств сильной кислоты или щелочи вызывает весьма резкое изменение pH. [c.108] Подобные же изменения pH раствора будут наблюдаться и при замене чистой воды растворами Na l, KNO3, СаС1г и других солей, образованных анионами сильных кислот и катионами щелочных и щелочноземельных металлов. [c.108] Поэтому pH раствора хотя и изменится, но относительно мало. Соответствующее вычисление (см. ниже) показывает, что pH понизится с 4,76 до 4,67, т. е. всего на 0,09, в то время как в чистой воде это понижение составит 5 единиц. [c.109] Если к 1 л данной смеси прибавить 0,01 моль какой-либо сильной щелочи, то ОН -ионы ее будут сейчас же связаны Н+-ионами уксусной кислоты. Однако концентрация Н+-ионов тоже значительно не изменится, так как соотношение концентраций кислоты и ее соли изменится очень мало. Следовательно, pH раствора изменится мало (повысится с 4,76 до 4,84). [c.109] Предположим, наконец, что рассматриваемый раствор разбавляют, например, в 100 раз. Казалось бы, что вследствие сильного уменьшения концентрации уксусной кислоты концентрация Н+-ио-нов должна тоже сильно уменьшиться. Однако не следует забывать, что с разбавлением раствора соотношение концентраций кислоты и соли остается почти постоянным. Поэтому значение pH остается практически постоянным . [c.109] Наконец, буферным действием обладают растворы сильных кислот и щелочей, если концентрации их достаточно велики. Конечно, механизм буферного действия тут совершенно иной, чем в рассмотренных ранее случаях. Дело в том, что при большой концентрации кислоты или щелочи для сколько-нибудь заметного изменения pH раствора нужно и прибавить их сравнительно много. [c.109] Добавленное количество сильной кислоты или щелочи не должно превышать 90% от всего количества присутствующих в смеси компонентов. [c.109] Рассмотрим несколько примеров вычислений по этим формулам. [c.111] Пример 1. Вычислить pH буферной смеси СНзСООН -Ь Hs OONa, содержащей по 0,1 моль каждого из веществ. Показать, как изменяется pH при добавлении к 1 л смеси а) 0,01 моль НС1 б) 0,01 моль NaOH в) при разбавлении смеси водой в 100 раз. [c.111] вычисления по формуле (2) подтверждают сказанное выше о способности буферных смесей поддерживать практически постоянный pH при добавлении к ним небольших количеств кислот или щелочей, а также при разбавлении раствора . [c.111] При вычислении по приближенно.му уравнению (2) получили бы pH 4,43. В данном примере ионная сила раствора еще больше, так как концентрация Hз OONa равна 0,1 моль в 1 л. [c.111] При добавлении 0,01 моль НС1 значение Сосн уменьшается до 0,09 М, а Ссол возрастает до 0,11 М. [c.112] Решение. В примере 1 мы видели, что при равных концентрациях кислоты и соли pH смеси равен р/С кислоты, т. е. 4,76. Предположим теперь, что концентрацию СНзСООН в сМеси увеличили в 10 раз, т. е. до 1 М. [c.112] ИЛИ NaOH, то в обоих случаях произойдет весьма резкое изменение pH раствора, так как имеющихся в нем количеств NH4OH или NH4 I не хватит на связывание Н+ или ОН . При этом в растворе останется избыток прибавленной сильной кислоты или щелочи, что и вызовет резкое изменение pH. Вычисление по формуле (3) (см. стр. 1П) и опыт показывают, что довольно значительные изменения pH начинаются уже задолго до того момента, когда соответствующий компонент буферной смеси будет полностью израсходован на реакцию (табл. 8). [c.113] Из табл. 8 можно сделать следующие важные выводы. [c.113] Буферной емкостью называют то предельное количество сильной кислоты или щелочи определенной концентрации (выраженной в моль/л или в г-экв л), которое можно добавить к буферному раствору, чтобы значение pH его изменилось не более чем на единицу. [c.113] Вернуться к основной статье