logowanie do serwisu

zaloguj się lub zarejestruj

Linki sponsorowane

 


Dodaj +1 z google
 
Drukuj Email
Ocena użytkowników: / 4
SłabyŚwietny 

10.5 Roztwory buforowe

 

Zobacz odpowiedzi

 

Buforem nazywamy roztwór słabego kwasu i soli tego kwasu z mocną zasadą, lub roztwór słabej zasady i soli tej zasady z mocnym kwasem. Buforem może również być roztwór soli kwasu wielozasadowego i wodorosoli np.:
a) roztwór CH3COOH i CH3COONa lub
b) roztwór NH3 i NH4Cl lub
c) roztwór Na3PO4 i Na2HPO4.
W roztworze takim ustala się stan równowagi dla słabego elektrolitu (słaby kwas lub słaba zasada):

a) CH3COOH  CH3COO- + H+, czyli stala równowagi.
Stężenie [CH3COO-] równe jest praktycznie stężeniu soli, Cs: [CH3COO-]=Cs, natomiast stężenie [CH3COOH], bez większego błędu równe jest stężeniu kwasu, Ck: [CH3COOH]=Ck.
Dla stałej równowagi możemy zatem zapisać: stala rónowagi buforu, czyli [H+]=Ka.Ck/Cs. Pamiętając, że pH=-log[H+], możemy zapisać: pH=pKa-log(Ck)+ log(Cs), czyli pH buforu
Ostatnie wyrażenie otrzymamy z definicji logarytmów: log(A)-log(B)=log(A/B)

b) W przypadku roztworu słabej zasady i jej soli z mocnym kwasem postępujemy podobnie. W roztworze ustala się równowaga dla słabego elektrolitu:
NH3 + H2O  NH4+ + OH-, dla której możemy zapisać stałą równowagi: stala równowagi zasady.
Jony amonowe pochodzą praktycznie z dysocjacji soli, więc [NH4+]=Cs, natomiast stężenie amoniaku równe jest stężeniu zasaday: [NH3]=Cz. Wzór na stałą dysocjacji przyjmie postać: stala dysocjacji buforu. Stężenie jonów wodorotlenowych w roztworze jest równe: [OH-]=KbCz/Cs. Wiemy, że w roztworze wodnym [H+][OH-]=Kw=1O-14, czyli [H+]=10-14/[OH-]. Podstawiając w ostatnim wzorze za stężenie jonów wodorotlenowych wartość : [OH-]=KbCz/Cs otrzymamy: stężenie jonów wodorowych. Logarytmując obustronnie otrzymamy (w chemii literą p oznaczamy –log): pH=14-log(Cs)-pKb+log(Cz). Po uporządkowaniu wyrażenia na wykładnik stężenia jonów wodorowych (pH) otrzymamy: ph buforu

Często dla słabych zasad w tablicach podawana jest kwasowa stała dysocjacji dla sprzężonego kwasu z zasadą Ka (lub pKa). Dla roztworów wodnych prawdziwa jest zależność dla sprzężonych kwasów/zasad: pKb=14-pKb (lub pKa=14-pKb).

Dla buforu zasadowego możemy więc zapisać: ph buforu gdzie pKa jest stałą dysocjacji kwasowej sprzężonego kwasu z zasadą.

10.5-1.
/>W jakim stosunku objętościowym należy zmieszać 0,2 mol/l roztwór octanu sodu z 300mL 0,2 mol/L roztworu kwasu octowego, aby otrzymać roztwór o pH=4,95 jeśli Ka=1,8.10-5.

10.5-2. 
Do roztworu o objętości 1dm3 i zawierającego 1mol wodorotlenku amonowego i 0,35mola chlorku amonowego dodano 4,9g czystego kwasu siarkowego(VI). Obliczyć pH otrzymanego roztworu wiedząc, że stała dysocjacji zasady amonowej wynosi 1,75.10‑5mol/dm3.

10.5-3.
Ile wynosi pH buforu powstałego ze zmieszania 500cm3 0,2M roztworu CH3COOH i 500cm3 0,2M roztworu CH3COONa? KCH3COOH=1,86.10-5

10.5-4.
Jaką objętość stężonego roztworu wody amoniakalnej (c= 25% NH3, d=0,91g/cm3) należy dodać do 10g chlorku amonu, aby po rozcieńczeniu wodą otrzymać 1dm3 roztworu o pH=9,9.

10.5-5.
Ile gramów chlorku amonu należy dodać do 600cm3 0,4 molowego roztworu wodorotlenku amonu aby jego pH wyniosło 10,8 (KB=1,8.10-5)

10.5-6.
Wyjaśnij jak przesunie się położenie równowagi reakcji dysocjacji amoniaku po dodaniu do niego roztworu chlorku amonu, jaki roztwór otrzymamy?

10.5-7.
Oblicz pH amonowego roztworu buforowego, w którym stężenie jonów amonowych wynosi 0,2 mol/dm3, a stężenie amoniaku 0,3 mol/dm3, wiedząc, że pKa, jonu amonowego wynosi 9,2.

10.5-8.
Czy można otrzymać roztwór buforowy ze 100cm3 kwasu solnego o stężeniu 0,1 mol/dm3 oraz 100cm3 CH3COONa o stężeniu 0,1mol/dm3 ?

10.5-9.
Oblicz jak zmieni się stężenie jonów H+ w roztworze, jeżeli do 100 cm3 roztworu kwasu octowego o stężeniu 0,1 mol/dm3 dodano 20 cm3 roztworu wodorotlenku sodu o stężeniu 0,1 mol/dm3.
Stała dysocjacji kwasu 1,8.10-5.

10.5-10.
Ile g KOH należy dodać do 654 cm3 roztworu HN3 o stęż. 0,1 mol/dm3, tak aby uzyskać roztwór buforowy o pH=5? KHN3=2,0.10-5 MKOH=56,10g/mol.

10.5-11
Oblicz pH buforu otrzymanego przez zmieszanie kwasu octowego i octanu sodu w proporcjach 90 cm3 kwasu o stężeniu 0,1M i 10 cm3 soli tego kwasu o stężeniu 0,1M, oraz pH:
a) po dodaniu 1cm3 0,1M roztworu HCl
b) po dodaniu 5cm3 0,1M roztworu HCl
c) po dodaniu 1cm3 0,1M roztworu NaOH
d) po dodaniu 5cm3 0,1M roztworu NaOH
e) oraz po dodaniu 20 cm3 wody

10.5-12
Sporządzono bufor przez zmieszanie kwasu octowego i octanu sodu w proporcjach 90 cm3 kwasu o stężeniu 0,1M i 10 cm3 soli tego kwasu o stężeniu 0,1M. Otrzymany roztwór buforowy podzielono na pięć równych części. Do pierwszej dodano 1cm3 roztworu kwasu solnego o stężeniu 0,1M, do drugiej 5cm3 roztworu kwasu solnego o stężeniu 0,1M, do trzeciej 1cm3 wodorotlenku sodu o stężeniu 0,1M, do czwartej 5cm3 roztworu wodorotlenku sodu stężeniu 0,1M. Do piątej części dodano 20cm3 wody destylowanej. Obliczyć pH.

10.5-13
Sporządzono 100 cm3 buforu octanowego (25cm3 0,1M CH3COOH + 75cm3 0,1M CH3COONa). Otrzymany bufor podzielono na 5 części i rozlano do pięciu zlewek, po 20 cm3 do każdej. Do pierwszej dodano 1cm3 0,1M HCl; do drugiej 5cm3 0,1M HCl; do trzeciej 1cm3 0,1M NaOH; do czwartej 5cm3 0,1M NaOH; do piątej 20 cm3 wody destylowanej. Należy obliczyć pH całego buforu (100 cm3), następnie pH w każdej z pięciu zlewek.

10.5-14
Oblicz pH buforu amonowego o składzie: 10cm3 NH3 o stężeniu 0,4mol/dm3 i 100cm3 NH4Cl o stężeniu 0,4mol/dm3. Kb=1,76.10-5.

10.5-15
Obliczyć pH roztworu, jeżeli zmieszano 1 molowy roztwór HNO3 z 2 molowym HCOOK w stosunku 3:5.

Poprawiony: środa, 22 września 2010 23:57
 

 





Copyright © 2006-2014 Chemia SOS - pomoc i korepetycje z chemii. Wszelkie prawa zastrzeżone.
 
WAZNE

Zapraszam do zapoznania się z nową wersją serwisu, który tymczasowo znajduje się pod adresem http://www.kursy.chemia.sos.pl. Mile widziane będą wszelkie uwagi dotyczące działania serwisu. Stara wersja serwisu raczej nie będzie już aktualizowana, a po wakacjach będzie wyłączona. Dlatego proszę rejestrować się w nowej wersji serwisu.