.RU

Расчет рН кислотного буфера - Закон разведения Оствальда


^ Расчет рН кислотного буфера

Равновесие диссоциации слабой кислоты смещено влево

СН3СООН СН3СОО- + Н+ (1)

Равновесие характеризуется константой кислотности Кк


Кк = ; тогда




В растворе имеется СН3СООNa, который гидролизуется водой


СН3СОО- + Н2ОСН3СООН + ОН- (2)


Добавление в раствор ионов СН3СОО- в виде соли смещает равновесие (1) влево, т.к. добавление общего иона ведет к уменьшению . Поэтому  - достаточно мала, что позволяет пренебречь концентрацией диссоциирующей СН3СООН по сравнению с начальной Ск тогда


С1к (1-)С1к


Гидролиз СН3СООNa приводит к возрастанию концентрации СН3СООН, но присутствие СН3СООН подавляет гидролиз и равновесие (2) смещается влево. Поэтому количеством СН3СООН образовавшейся при гидролизе, можно тоже пренебречь по сравнению с количеством кислоты, введенной первоначально в раствор.

Концентрация СН3СОО- будет определяться следующими факторами:

  1. СН3СООNa полностью диссоциирован и концентрация СН3СОО- введенных в раствор в виде соли = Ссоли

  2. Уменьшение концентрации СН3СОО-, вызванное гидролизом соли достаточно мало, при избытке кислоты им можно пренебречь.

  3. СН3СООH при избытке СН3СОО- диссоциирует слабо, чтобы можно было пренебречь концентрацией СН3СОО-, возникающих при диссоциации кислоты по сравнению с начальной концентрацией ацетат – ионов Ссоли, тогда


Ссоли , тогда


-lg = -lg Ка - lg , рН = рК - lg


рН = рК + lg - уравнение Гендерсона-Хассельбаха,


если Ссоли = Скислоты , то рН = рК


Для аммонийного буфера


NH4OHNH4+ + OH-

Косн = ;

;

-lg ;

рОН = рКосн + lg;

14 - рН = рКосн - lg;

рОН = рКосн - lg;

рН = 14 - рКосн + lg;

если рН буферной смеси зависит от Кдис. кислоты и соотношения компонентов, то буферная емкость от соотношения компонентов и их концентрации.

Пример: 5 лимонов (или кислота), изменение рН на 0,1 вызывает патологии , смерть.

Все кислоты попадают в кровь, где могут связываться с бикарбонатным буфером.

NaHCO3 + HC1NaCI + H2O + CO2

Угольная кислота затем переносится кровью в легкие. Этот орган обеспечивает выделение СО2 в воздух.

Н2СО3 СО2 + Н2О

Таким путем организм освобождается от избытка кислоты: накапливающиеся соли и вода удаляется с мочой и потом, а убыль бикарбоната пополняется в процессе тканевого дыхания.

Изменение реакции крови на несколько десятых долей рН приводит к серьезным нарушениям жизнедеятельности. Определение концентрации водородных ионов помогает судить о характере протекающих в организм физиологических и патологических процессов.

В живых организмах буферные системы поддерживают постоянство рН в крови и тканях. В процессе обмена в живом организме образуются большие количества кислых продуктов. Так, в организме человека в спокойном состоянии за сутки образуется такое количество различных кислот, которое эквивалентно 20-30л

0,1н сильной кислоты. Постоянная реакция внутри организма обеспечивается наличием в нем мощных буферных систем в особенности таких как: белковый, бикарбонатный и фосфатный буферы.

Фосфатная буферная система играет важную роль в поддержании рН внутриклеточной жидкости. Фосфатная буферная система способна сопротивляться изменениям рН в интервале 6,1 до 7,7, а величина рН внутриклеточной жидкости лежит в пределах 6,9 – 7,4.

Главной буферной системой плазмы крови служит бикарбонатная система, функционирующая вблизи рН 7,4.


^ Вопрос . Протолитическая теория кислот и оснований

Более полно кислотно–основные свойства веществ объясняются протолитической теорией кислот и оснований, разработанной одновременно Бренстедом и Лоури (1923). По этой теории кислоты рассматриваются как вещества, которые теряют протоны, а основания – как вещества, которые их присоединяют. Другими словами, кислота является донором протона, а основание – его акцентором.

Н+





Кислота Основание

Если можно установить переход протона от одного реагента к другому, то тем самым можно распределить между ними роль кислоты и основания. Например,




Н+




NH3 + HCINH4CI, NH3 + H2O NH4 + + OH-

о


снование кислота основание кислота кислота основание

HF + H2O F- + H3O+

кислота основание


Кислота после потери протона превращается в частицу, которая стремится его принять, т.е. в основание.

Такие пары взаимно превращаемых частиц, подобных HFF-; H3O+ H2O; H2O OH-; NH+4 NH3, называются сопряженными кислотами и основаниями. В приведенных примерах первая частица играет роль кислоты, а сопряженная с ней – роль основания.

Переход протона от кислоты к основанию объясняется разным сродством к протону у этих веществ. Роль основания выполняет тот реагент, у которого оно выше. В ряду NH3 - H2O – HF сродство к протону уменьшается. Поэтому с аммиаком вода выступает в роли кислоты, а с фтороводородом – в роли основания.

Почти одновременно с протолитической теорией Льюисом была создана электронная теория кислот и оснований. По этой теории кислоты определяют как вещества, являющиеся акцепторами, а основания – донорами электронных пар, т.е. кислоты рассматриваются как электрофильные, а основания, как нуклеофильные агенты. Общее свойство кислот и оснований по Льюису и Бренстеду – способность к взаимной нейтрализации с образованием стабильных ковалентно - насыщенных соединений.

Расширением Льюисовской концепции является концепция «жестких и мягких» кислот и оснований Пирсона (ЖМКО). Впервые предложенная Пирсоном, эта концепция стала без каких-либо оснований широко употребляться в научной и учебной литературе. К кислотам были отнесены вообще все частицы, имеющие положительный заряд ( вакантные орбитали σ и -симметрии), например: H+, I+, FeCl3, I2 и т.д., а к основаниям – все частицы, имеющие отрицательный заряд, (либо заполненные орбитали σ и π – симметрии (OH-, SO42-, RNH2, I-, R3P, C6H6 и др.). Деление частиц на жесткие и мягкие производилось по степени поляризуемости.

Т.о. под вывеской новой (неудачной) терминологии предполагались, по существу, хорошо известные поляризационные представления, развитые в 40-х годах нашего столетия Б.В.Некрасовым.

В последнее время эта теория все больше подвергается справедливой критике. Основное его утверждение, что жесткая частица легче реагирует с жесткой, а мягкая с мягкой, не оправдалось во многих случаях.

Из других теорий кислот и оснований отметим теорию сольвосистем, развитую Франклином (1905) и теорию Усановича, который считал, что кислотно-основное взаимодействие сводится к солеобразованию.

Вещество, образующее соль при взаимодействии с кислотой является основанием, а при взаимодействии с основанием – кислотой.


б) ^ Гидролиз соли по катиону - соль образована слабым многокислотным основанием и сильной кислотой.

А1С13 + НОНА1(ОН)С12 + НС1

А13+ + 3С1- + НОНА1ОН2+ +2С1 + Н+ + С1-

А13+ + НОНА1(ОН)2+ + Н+

Также гидролиз идет по катиону, рНсреды<7


в)Кислота слабая, основание сильное многокислотное:


Ba(CN)2 + HOH ↔ BaOHCN + HCN

Ba2+ + 2CN- + HOH ↔ BaOH+ + CN- + HCN

CN- + HOH ↔ OH- + HCN

Al+3 + HOH ↔ AlOH2+ + H+ Ι ст.

AlCl3 + HOH ↔ AlOHCl2 + HCl


AlOH2+ + HOH ↔ Al(OH)2+ + H+ ΙΙст.

AlOHCl2 + HOH ↔ Al(OH)2Cl + HCl


Al(OH)2+ + HOH ↔ Al(OH)3 + H+ ΙΙΙ ст.

Al(OH)2Cl + HOH ↔ Al(OH)3 + HCl


г)Кислота сильная (многоосновная), основание слабое однокислотное


(NH4)2SO4 + HOH ↔ NH4HSO4 + NH4OH

2NH4+ + SO42- + HOH ↔ NH4+ + HSO4- + NH4OH

NH4+ + HOH ↔ NH4OH + H+ рНсреды < 7


3. Гидролиз по катиону и по аниону - соль образована слабым основанием и слабой кислотой.

а) соль образована слабой одноосновной кислотой и слабым однокислотным основанием гидролиз идет и по катиону, и по аниону, протекает практически до конца ( с образованием в промежуточной стадии кислых солей).

NH4CN + HOH = NH4OH + HCN

NH4+ + CN + HOH=NH4OH + HCN рН7;


Гидролиз катиона способствует гидролизу аниона. Для выявления более точно реакции среды, нужно сравнить силу кислоты и основания.

К NH4OH=1,8 * 10-5

razvitie-sovremennogo-visshego-obrazovaniya-i-v-osobennosti-effektivnaya-podgotovka-inzhenerov-po-razlichnim-specialnostyam-kak-visokokvalificirovannih-tehnichesk.html
razvitie-sposobnostej-odarennosti-i-talanta.html
razvitie-sredstv-svyazi.html
razvitie-stroitelstva-grobnic-konspekt-lekcij-po-discipline-kulturologiya-dlya-studentov-vseh-specialnostej.html
razvitie-svyaznoj-monologicheskoj-rechi-i-individualnih-tvorcheskih-sposobnostej-detej-mladshego-shkolnogo-vozrasta-s-narusheniyami-rechi-cherez-teatralizaciyu-skazok.html
razvitie-tabachnoj-problemi.html
  • lesson.bystrickaya.ru/my-hobby.html
  • teacher.bystrickaya.ru/gazprom-i-transneft-vooruzhayutsya-zakon-prinyat-gosudarstvennoj-dumoj-14-fevralya-2007-goda-odobren-sovetom.html
  • student.bystrickaya.ru/2-osnovnoj-razdel-rabochaya-uchebnaya-programma-disciplini-federalnogo-komponenta-cikla-gse-f-01-gos-vpo-po-specialnosti.html
  • crib.bystrickaya.ru/klad-stervyatnika-aleksandr-zorich.html
  • desk.bystrickaya.ru/otchet-glavi-poseleniya-za-2011-god-voprosi-otveti.html
  • desk.bystrickaya.ru/osobennosti-organizacii-obrazovatelnogo-obrazovatelnaya-programmamunicipalnoe-obrazovatelnoe-uchrezhdenie-kryukovskaya.html
  • control.bystrickaya.ru/dannij-sbornik-yavlyaetsya-kompilyaciej-lekcij-izvestnogo-rossijskogo-astrologa-s-v-shestopalova-prochitannih-im-v-raznih-auditoriyah-na-promezhutke-ot-1989-do-1999-g-astrologiya-dlya-nachinayushih-stranica-6.html
  • lesson.bystrickaya.ru/sredstva-prosmotra-www-stranic.html
  • portfolio.bystrickaya.ru/organizaciya-obrazovatelnogo-processa-rasporyazhenie-ministerstva-obrazovaniya-omskoj-oblasti-o-gosudarstvennoj-akkreditacii.html
  • kolledzh.bystrickaya.ru/aprel-noyabr-organizacionno-tehnicheskie-meropriyatiya-po-vipolneniyu-prikaza.html
  • paragraf.bystrickaya.ru/vvedenie-420094-rossiya-respublika-tatarstan-g-kazan-chujkova-2-korp-b-informaciya-soderzhashayasya-v-nastoyashem.html
  • occupation.bystrickaya.ru/metodicheskie-ukazaniya-raschyot-cifrovih-kih-i-bih-filtrov.html
  • letter.bystrickaya.ru/ministerstvo-obrazovaniya-i-nauki-rossijskoj-federacii-stranica-13.html
  • knigi.bystrickaya.ru/sovmestnoe-predpriyatie-analiz-motivacii-sozdaniya-i-osobennostej-upravleniya.html
  • znaniya.bystrickaya.ru/programma-zabajkalskogo-kraya-po-okazaniyu-sodejstviya-dobrovolnomu-pereseleniyu-v-rossijskuyu-federaciyu-sootechestvennikov-prozhivayushih-za-rubezhom-na-2010-2012-godi.html
  • college.bystrickaya.ru/2-formirovanie-idei-socialnogo-zakona-lekciya-vtoraya.html
  • universitet.bystrickaya.ru/tema-17-rinok-zemli-uchebno-metodicheskij-kompleks-dlya-specialnostej-080102-mirovaya-ekonomika-080105-finansi-i-kredit.html
  • tests.bystrickaya.ru/kventin-dorvard-quentin-durward-edgar-allan-po-edgar-allan-roe-1809-1849.html
  • university.bystrickaya.ru/etiket-delovoj-zhenshini-chast-3.html
  • essay.bystrickaya.ru/dlya-specialnosti-yurisprudenciya-normativnie-sroki-obucheniya-ochnoj-formi-bakalavriat.html
  • nauka.bystrickaya.ru/uchebno-metodicheskij-kompleks-disciplini-sd-f4-upravlenie-kachestvom-kod-i-nazvanie-disciplini-po-uchebnomu-planu-specialnosti.html
  • composition.bystrickaya.ru/ogromnoe-mesto-zanimala-filosofiya-v-kulturnom-obihode-rimskoj-imperii-ona-dolzhna-bila-kak-bi-zamenit-tu-drevnyuyu-doblest-kotoraya-schitalas-dostoyaniem.html
  • obrazovanie.bystrickaya.ru/prilozhenie-8-metodicheskie-rekomendacii-po-realizacii-voprosov-mestnogo-samoupravleniya-v-sfere-kulturi-gorodskih.html
  • desk.bystrickaya.ru/odobreno-uchebno-metodicheskim-sovetom-yuridicheskogo-fakulteta-finansovoe-pravo-uchebno-metodicheskij-kompleks-dlya-specialnosti-080503-antikrizisnoe-upravlenie-moskva-2009-stranica-11.html
  • tetrad.bystrickaya.ru/vopros-4-4-kniga-pervaya-vneshnee-povestvovanie-3.html
  • lesson.bystrickaya.ru/mesto-i-rol-ekonomicheskoj-infrastrukturi-vo-vsemirnom-hozyajstve.html
  • occupation.bystrickaya.ru/mezhdunarodnie-dokumenti-po-pravam-cheloveka-pri-podderzhke-programmi-perehodnih-iniciativ-v-kirgizskoj-respublike.html
  • lektsiya.bystrickaya.ru/programma-kursa-2-specialnost-01-06-01-matematika-i-mehanika-2-specialnost-09-06-01-informatika-i-vichislitelnaya-tehnika-2.html
  • reading.bystrickaya.ru/laboratornaya-rabota-18-ispitanie-porshnevogo-kompressora.html
  • predmet.bystrickaya.ru/sokrovennoe-istinnoe-stranstvuyushij.html
  • holiday.bystrickaya.ru/metodicheskoe-obespechenie-obezbolivanie-hirurgicheskih-vmeshatelstv-u-detej-v-usloviyah-polikliniki-mikrolekciya-rabota-na-fantome-1-chas.html
  • upbringing.bystrickaya.ru/konkurs-galereya-slavi-yuga-rossii-issledovatelskaya-rabota-generali-nashego-sela.html
  • doklad.bystrickaya.ru/uchebno-metodicheskij-kompleks-po-novejshej-istorii-stran-azii-i-afriki-dlya-fakulteta-bashkirskoj-filologii-sostavitel-k-i-n-docent.html
  • essay.bystrickaya.ru/doklad-o-bioraznoobrazii-arktiki-podgotovlennij-mezhdunarodnim-sekretariatom-rabochej-gruppi-arkticheskogo-soveta-po-sohraneniyu-arkticheskoj-flori-i-fauni.html
  • education.bystrickaya.ru/11-12-aprelya-2012-centr-mezhdunarodnoj-torgovli-ekaterinburg.html
  • © bystrickaya.ru
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.