Буферные растворы - растворы, сохраняющие неизменным значение рН, при разбавлении или добавлении в них небольшого количества сильной кислоты или основания. Виды буферных растворов:
1. Основные, т.е. состоящие из слабого основания и его соли, образованного сильной кислотой (аммиачный буфер
2. Кислотные, т.е. состоящие из слабой кислоты и её соли, образованной сильным основанием (ацетатный буфер C )
Механизм действия буферных растворов
Рассмотрим его на примере ацетатного буфера: СН3СООН + СН3СООNa
Высокая концентрация ацетат-ионов обусловлена полной диссоциацией сильного электролита – ацетата натрия, а уксусная кислота в присутствии одноименного аниона существует в растворе практически в неионизированном виде.
1. При добавлении небольшого количества хлороводородной кислоты, ионы Н+ связываются с имеющимся в растворе сопряженным основанием СН3СОО- в слабый электролит СН3СООН.
CH3COO‾ +H+ ↔ CH3COOH (1)
Из уравнения (1) видно, что сильная кислота НС1 заменяется эквивалентным количеством слабой кислоты СН3СООН. Количество СН3СООН увеличивается и по закону разбавления В. Оствальда степень диссоциации уменьшается. В результате этого концентрация ионов Н+ в буфере увеличивается, но очень незначительно.рН сохраняется постоянным.
|
|
При добавлении кислоты к буферу рН определяется по формуле:
рН = рК + ℓg
2. При добавлении к буферу небольшого количества щелочи протекает реакция её с СН3СООН. Молекулы уксусной кислоты будут реагировать с гидроксид-ионами с образованием Н2О и СН3СОО ‾:
CH3COOН +OH ‾ ↔ CH3COO‾ + H2O (2)
В результате этого щелочь заменяется эквивалентным количеством слабоосновной соли CH3COONa. Количество СН3СООН убывает и по закону разбавления В. Оствальда степень диссоциации увеличивается за счет потенциальной кислотности оставшихся недиссоциированных молекул СН3СООН. Следовательно, концентрация ионов Н+ практически не изменяется.рН остаётся постоянным.
При добавлении щелочи рН определяется по формуле:
рН = рК + ℓg
3. При разбавлении буфера рН также не меняется, т.к. константа диссоциации и соотношение компонентов при этом остаются неизменными.
Таким образом, рН буфера зависит от: константы диссоциации и соотношения концентрации компонентов. Чем эти величины больше, тем больше рН буфера.рН буфера будет наибольшим при соотношении компонентов равным единице.
2.Уравнение Генлерсона-Гесельбаха для определения pH и pOHпротолитических буферных растворов. Факторы, влияющие на pH и pOH буферных растворов.
Уравнения Гендерсона-Гассельбаха для расчета рОН и рН в буферных системах выглядят следующим образом:
|
|
, ,pk=-lg
Соснованияи Ссоли– исходные молярные концентрации компонентов данных буферных систем, т.е. слабого основания и его соли с сильной кислотой.
Из приведенных выше уравнений следует, что рН и рОН буферной системы зависит от константы кислотности или основности слабого электролита, входящего в ее состав и от соотношения концентраций компонентов буфера.