Буферные растворы на основе слабых многоосновных кислот

Раствор, содержащий соли слабой многоосновной кислоты, также обладает буферным свойством. В этом случае роль кислоты играет наиболее кислая соль.

Карбонатный буферный раствор – NaHCO₃ + Na₂CO₃.

Na₂CO₃ ® CO₃^2– + 2Na⁺     NaHCO₃ ® HCO₃^– + Na⁺     HCO₃^–   CO₃^2– + Н⁺

В этом растворе диссоциация гидрокарбонатного иона HCO₃^– подавлена из-за присутствия в растворе карбонатных ионов CO₃^2–.

Концентрация протонов в растворе определяется константой диссоциации угольной кислоты по второй ступени:

Фосфатный буферный раствор – NaH₂PO₄ + Na₂HPO₄

Na₂HPO₄ ® HPO₄^2– + 2Na⁺      NaH₂PO₄ ® Na⁺ + H₂PO₄^–        H₂PO₄^–   HPO₄^2–+ Н⁺

В этом растворе диссоциация дигидрофосфатного иона H₂PO₄^– подавлена из-за присутствия в растворе гидрофосфатных ионов HPO₄^2–.

Концентрация протонов в растворе определяется константой диссоциации фосфорной кислоты по второй ступени:

Произведение растворимости

Абсолютно нерастворимых солей не существует. Любая соль характеризуется растворимостью s – молярной концентрацией насыщенного раствора. При наличии насыщенного раствора соли и ее нерастворившегося осадка будет наблюдаться равновесие процесса растворения, которое с учетом полной диссоциации соли выглядит так:

Ca₃(PO₄)_{2 (тв)}     Ca₃(PO₄)_{2 (раствор)} ® 3Ca²⁺ + 2PO₄^3–

Равновесие между донной фазой и раствором может быть описано с помощью К_Р:

Но поскольку (см. 5.2) концентрация твердой фазы – постоянная величина, то

,

где ПР – это произведение растворимости.

ПР = [Ca²⁺]³[PO₄^3–]²

Концентрация ионов связана с растворимостью s: [Ca²⁺] = 3s, [PO₄^3–]=2s, следовательно:

ПР = (3s)³(2s)² = 108s⁵     

В общем виде, ПР соли состава (M^+x)_y(A^-y)_x, где +х и –у заряды катиона M и аниона A, соответственно, можно записать как:

ПР = (y∙s)^y(x∙s)^x = y^y∙x^x∙s^(x+y)                 

Условие выпадения осадка: произведение концентрации ионов в растворе должно быть больше произведения растворимости – > ПР.

Задачи к разделу