.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
  • report.bystrickaya.ru/gospodstvasho-polozhenie-v-publikuvanata-versiya-na-tova-reshenie-nyakoi-ot-dannite-sa-zalicheni-v-sotvetstvie-s-chl.html
  • learn.bystrickaya.ru/gl-a-v-a-iii-zhizn-veniamina-franklina-avtobiografiya.html
  • obrazovanie.bystrickaya.ru/programma-disciplini-monitoring-gosudarstvennih-i-municipalnih-zakazov-audit-i-ocenka-effektivnosti-dlya-specialnosti-080504-65-gosudarstvennoe-i-municipalnoe-upravlenie-podgotovki-specialista.html
  • notebook.bystrickaya.ru/ispolzovanie-speckontingenta-v-sozdanii-i-narashivanii-ekonomicheskogo-potenciala-kuzbassa-v-konce-1920-h-vtoroj-polovine-1950-h-gg-stranica-3.html
  • exam.bystrickaya.ru/vselennaya-bez-singulyarnostej-chast-8.html
  • composition.bystrickaya.ru/polimya.html
  • reading.bystrickaya.ru/korporativnie-cennie-bumagi-s-ssilkami-na-istochniki-postranichno-ochen-vazhno-soblyudat-redakciyu-zakonovot-kakogo-chisla-i-kogda-izmenen-ili-otredaktirovanreferat-stranic-na-20-25.html
  • urok.bystrickaya.ru/postanovlenie-ot-18-03-2013-2444-ob-utverzhdenii-polozheniya-ob-osushestvlenii-otraslevimi-funkcionalnimi-i-territorialnimi-organami-merii-goroda-novosibirska-meropriyatij.html
  • exchangerate.bystrickaya.ru/ispolnitel-obyazuetsya-okazat-uslugi-okazanie-uslug-po-organizacii-gastrolej-truppi-ekaterinburgskogo-teatra-operi.html
  • laboratornaya.bystrickaya.ru/razdel-vii-samostoyatelnaya-rabota-uchebno-metodicheskij-kompleks-podgotovlen-temnovim-a-v-starshim-prepodavatelem.html
  • uchebnik.bystrickaya.ru/uroki-nespeshnogo-obsheniya-uroki-otvazhnogo-13.html
  • grade.bystrickaya.ru/muzej-dlya-prezidenta-gosduma-rf-monitoring-smi-22-24.html
  • ucheba.bystrickaya.ru/prikaz-45-p-32-ot-30-08-2008-g-soglasovano-nachalnik-otdela-obrazovaniya-administracii-municipalnogo-rajona-yanaulskij-rajon-rb-harisov-f-f.html
  • control.bystrickaya.ru/d-v-davidova-tebe-pevcu-tebe-geroyu.html
  • institut.bystrickaya.ru/tema33-uchet-raschetov-po-nedostacham-2-osnovi-professionalnoj-etiki-buhgaltera-123-tema-obshie-trebovaniya-etiki.html
  • teacher.bystrickaya.ru/glava-15-znachenie-grecheskogo-mifa-dlya-nauchno-tehnicheskoj-epohi-v-n-porus-perevod-s-nemeckogo.html
  • literature.bystrickaya.ru/blm-beru-badarlamasi-mamandii-5b090500-leumettk-zhmis.html
  • shpargalka.bystrickaya.ru/vasilij-lanovoj-narodnij-artist-sssr-prezident-festivalya-alie-parusa.html
  • write.bystrickaya.ru/glava-2-utochneniya-tihoplavi-akademiya-samopoznaniya-tropa-troya-nova.html
  • essay.bystrickaya.ru/carica-severnih-lesov-i-eyo-podrugi-lesnaya-gostinaya-posvyashyonnaya-dnyu-rabotnikov-lesa-19-sentyabrya.html
  • control.bystrickaya.ru/byudzhet-ukrani-aktualn-problemi-chast-10.html
  • literatura.bystrickaya.ru/sosedskaya-devochka-nastya-stelmah-5-let-uvidela-fotografiyu-moego-dedushki-v-oblichii-svyashennosluzhitelya-i-sprashivaet-dyadya-gera-a-chto-vash-dedushka-rabotaet-iisus.html
  • laboratornaya.bystrickaya.ru/rasskazi-scenki-nabroski-stranica-17.html
  • tests.bystrickaya.ru/li-yakokka-stranica-13.html
  • school.bystrickaya.ru/glava-ii-samoidentifikaciya-preodolenie-provincializma-posvyashayu-moej-materi-hudozhnice-lyudmile-skubko-karpas.html
  • report.bystrickaya.ru/gvardejskie-minometi-vihodyat-v-pole-dialektika-esteticheskogo-kak-teoriya-chuvstvennogo-poznaniya.html
  • uchitel.bystrickaya.ru/rabochaya-uchebnaya-programma-po-discipline-osnovi-restorannogo-dela.html
  • lektsiya.bystrickaya.ru/primernaya-programma-po-biologii-dlya-postupayushih-na-fakultet-fizicheskoj-kulturi-i.html
  • uchitel.bystrickaya.ru/razdel-i4-obrazci-form-i-dokumentov-dlya-zapolneniya-uchastnikami-konkurs-3-razdel-priglashenie-k-uchastiyu-v-otkritom-konkurse.html
  • klass.bystrickaya.ru/auildi-eld-mekenderge-zhmis-steu-zhne-tru-shn-kelgen-densauli-satau-blm-beru-leumettk-amsizdandiru-mdeniet-sport-zhne-agronerksptk-keshen-salasindai-mamandara-leumettk-oldau-sharalarin-sinu.html
  • books.bystrickaya.ru/diagnostika-obsheniya-doshkolnikov.html
  • nauka.bystrickaya.ru/uchebno-metodicheskij-kompleks-dlya-specialnostej-030501-yurisprudenciya-080105-finansi-i-kredit-stranica-12.html
  • report.bystrickaya.ru/kniga-prishla-na-rus-vmeste-s-hristianstvom-na-protyazhenii-mnogih-vekov-v-drevnej-rusi-slovo-vosprinimalos-kak-nositel-premudrosti-bozhiej-a-kniga-kak-istochnik-slova.html
  • thesis.bystrickaya.ru/programma-kursa-tehnologiya-osnovnaya-obrazovatelnaya-programma-nachalnogo-obshego-obrazovaniya-na-period-2010-2015-godi.html
  • lecture.bystrickaya.ru/4-vne-idej-b-f-porshnev-borba-za-trogloditov.html
  • © bystrickaya.ru
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.