Nr ćw.
4
Data
11.03.03.09
Dębska Marta
Semestr II
Grupa 4
Wydział Technologii Chemicznej
Prowadząca:
Dr M. Pawlak
Ocena:
Temat: Roztwory buforowe
Wstęp teoretyczny:
Roztwory buforowe – nie zmieniają praktycznie odczynu (pH) podczas rozcieńczania lub po dodaniu pewnej ilości mocnej zasady lub mocnego kwasu. Charakteryzują się one określonym stężeniem jonów wodorowych i służą do utrzymania określonego odczynu roztworów. Roztwory buforowe są to najczęściej mieszaniny, składające się z roztworu słabego kwasu i jego soli z mocną zasadą lub roztworu słabej zasady i jej soli z mocnym kwasem.
Pojemność buforowa β - jest warunkowana stałą równowagi głównej reakcji buforowej, oraz stężeniem czynnika słabo dysocjującego. Na przykład jeśli do roztworu bufora złożonego ze słabego kwasu i jego soli, dodamy tyle silnej zasady, że spowoduje ona całkowitą dysocjację słabego kwasu (HA), w reakcji (2) to dalsze dodawanie tej zasady spowoduje już taką zmianę pH jaka by następowała bez obecności bufora. Pojemność buforowa zależy od ogólnego stężenia kwasu i jego soli. Maksymalna pojemność wzrasta wraz z ogólnym stężeniem i nie zależy od mocy kwasu. Pojemność buforowa β, która jest warunkowana stałą równowagi głównej reakcji buforowej, oraz stężeniem czynnika słabo dysocjującego. Pojemność buforowa zdefiniowana jest jako:
Gdzie: Δn - ilość moli dodanego mocnego kwasu lub zasady (w praktyce podaje się dla 1 dm³ bufora, (Δn/V)) ΔpH - zmiana pH wywołana dodaniem tej ilości kwasu lub zasady.
Wzór van Slyke'a pozwala obliczyć pojemność buforową β jako funkcję pH roztworu, dla układu typu: HA + A- (łącznie z obszarem nadmiaru mocnego kwasu lub nadmiaru mocnej zasady):
gdzie: C = [HA] + [A − ] - łączne stężenie słabego kwasu i jego soli, Ka - stała dysocjacji kwasu HA
Aparatura laboratoryjna
Opracowanie wyników:
Tabela 2.1
Ilość dodanego kwasu lub zasady [ cm3]
pH roztworu soli 0,1M NaCl
pH roztworu buforowego 0,1 M NH4Cl i 0,1 M NH3 aq
1
7,17
8,08
2
11
8,36
3
11,28
8,55
11,41
8,69
5
11,52
8,82
6
11,62
8,96
7
11,66
9,05
8
11,701
9,16
9
11,76
9,27
10
11,79
9,4
11,82
9,53
12
11,84
9,68
Tabela 2.3
Stężenie NH4Cl [mol/dm3]
0,02
0,04
0,06
0,08
Stężenie NH3 aq
[mol/dm3]
pH buforu
9,34
9,17
8,80
8,51
Analiza wykresu
1) Po dodaniu 0,26 cm3 NaOH pH roztworu NaCl zmieniło się o 1jednostkę.
2) Po dodaniu 6,2 cm3 NaOH pH roztworu buforowego zmieniło się o 1 jednostkę.
3)
Stężenie mocnego kwasu i zasady odpowiadające pH równemu pH roztworu buforowego
pH = pKa + log =9,2
pH = 14 + log Cz
9,2=14+ log Cz
log Cz =-4,8
Cz = 10-4,8» 10-5
Pojemność buforowa (b):
Aby pojemność roztworu buforowego NH4Cl i NH4OH zmieniła się o 1 jednostkę należy dodać ok. 6,2 cm3 NaOH.
Obliczenia: 0,1mol buforu – 30ml buforu β=0,021
b –6,2ml buforu
Odp. Pojemność buforowa wynosi 0,021
Wnioski:
Z przeprowadzonego doświadczenia wynika, że znaczna zmiana pH roztworu soli NaCl następuje po dodaniu 1 ml zasady, po dodaniu kolejnych ml zasady, pH soli nieznacznie się zmieniało. Po dodaniu zasady do roztworu buforowego, pH tego roztworu nieznacznie się zmieniało.
W doświadczeniu 3 zmiana pH zależała od stosunku substancji, które zostały zmieszane.
KermitGangsta