Концентрация ОН "-ионов зависит не только от концентрации основания и его константы электролитической диссоциации, но и от соотношения концентраций основания и его соли. Чем больше концентрация соли, тем меньше рН.

Буферная сила—сопротивление буферных растворов, оказываемое действию щелочей и кислот. Если при добавлении одного и того же количества сильной кислоты [Н+] одного буферного раствора изменяется меньше, чем [Н ] другого буферного раствора, то первая смесь обладает большой буферной силой. Например, имеются два буферных раствора: ацетатный (1 М раствор СН3СООН + 1М раствор CH3COONa) и формиатный (0,1 М раствор НСООН + 0,02 М раствор HCOONa). Рассмотрим, как изменится [Н + ] этих буферных растворов при добавлении к ним 0,01 моль сильной кислоты?

При добавлении хлороводородной кислоты произойдут реакции:

СН 3COONa + НСЫСН 3СООН +NaCl HCOONa+НС1*±НСООН+NaCl Концентрации кислот увеличатся на 0,01 моль/л и будут равны: [СН3СООН]=0,1 моль/л; [НСООН]=0,П моль/л. Концентрации солей соответственно уменьшатся: [CH3COONa]=0,99 моль/л; [HCOONa] =0,01 моль/л.

Согласно уравнению (21) [Н + ] ацетатного буферного раствора будет равна:

ГН+] = 1,82 • ИГ* 1,86 ■ HTS моль/л. L 0,99

При прибавлении хлороводородной кислоты [Н+] буферного раствора составляла 1,82-10"5 моль/л. Следовательно, увеличение незначительно.

Для формиатного буферного раствора

[Н+]= 1,77 • Ю-4 ^=8.85 • Ю"4 моль/л. После прибавления кислоты

ГН+1= 1,77 ■ Ю-4 —= 1,95 • 10"* моль/л. L J 0,01

Пример показывает, что концентрация водородных ионов от прибавления сильной кислоты к формиатному буферному раствору увеличивается в большей степени, чем в ацетатном. Два рассмотренных буферных раствора обладают различной буферной силой.

Буферная емкость. Способность буферных растворов поддерживать значение рН зависит от состава буферного раствора и от концентрации его компонентов. Если добавлять к буферному раствору значительное количество сильных кислот и щелочей, будет происходить заметное изменение рН растворов. Следовательно, способность буферных растворов поддерживать постоянное значение рН не безгранична.

Предельные количества (в моль/л) кислоты или щелочи определенной концентрации, которые можно добавить к буферному раствору, чтобы рН его изменилось только на единицу, называют буферной емкостью.

Например, буферная емкость ацетатного буферного раствора (0,1 М раствор СН3 СООН+ 0,1 М раствор CH3COONa) будет составлять 0,08 моль/л НС1 или 0,08 моль/л NaOH.

При использовании буферных растворов в анализе необходимо учитывать следующее.

1. Различные буферные растворы обладают определенной буферной емкостью и сохраняют постоянство рН только до прибавления определенного количества кислоты или щелочи.

2. Буферная емкость тем больше, чем выше концентрация компонентов буферного раствора. Например, при добавлении 1 л хлороводородной кислоты или щелочи к 1 л аммонийного буферного раствора его рН будет изменяться, как показано в табл. 4.

Таблица 4. Значения аммонийного буферного раствора при различных его концентрациях

3. Максимальная буферная емкость наблюдается у растворов, которые содержат равные концентрации слабых кислот и их солей, а также равные концентрации слабых оснований и их солей.

4. По мере добавления к буферным растворам кислот или щелочей устойчивость их растворов к изменению рН постепенно уменьшается.

Например, при добавлении НС1 или NaOH к 1л 0,1 М ацетатного буферного раствора рН его будет изменяться следующим образом в интервалах:

0,00—0,02 моль НС1 или NaOH—на 0,085 единиц рН; 0,02—0,05 моль НС1 или NaOH—на 0,10 единиц рН; 0,05—0,1 моль НС1 или NaOH—на 0,28 единиц рН.

Copyright © 2007-2012 Zomber.Ru

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Решить химию