Химия пәніне арналған оқу-әдістемелік материалдар
жүктеу/скачать 5,02 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Буфер ерітінділер дегеніміз – тұрақты Н + концентрациясы бар ерітінділер, оның концентрациясы заттың аз мөлшерін құйғаннан, не сұйытылғаннан, не концентрленгеннен өзгермейді.
| БУФЕР ЕРІТІНДІЛЕР
Көптеген реакцияларды керек бағытта жүргізу үшін белгілі орта керек, яғни ерітіндінің рН-ы өзгерсе, реакция бағыты да өзгеріп, басқа өнімдер пайда болуы мүмкін. Сондықтан реакцияны тек керек бағытта жүргізу үшін белгілі рН жасау керек. Белгілі рН ұстау үшін ерітіндіге буфер ерітінділерін қосу керек. Буфер ерітінділер дегеніміз – тұрақты Н+ концентрациясы бар ерітінділер, оның концентрациясы заттың аз мөлшерін құйғаннан, не сұйытылғаннан, не концентрленгеннен өзгермейді. Буфер ерітінділер әлсіз қышқыл мен оның тұзынан (СН3СООН+СН3СООNa), әлсіз негіз және оның тұзынан (NH4OH + NH4Cl) тұратын ерітінділер. Әлсіз қышқыл мен тұзынан тұратын буфер ерітіндісінің рН –ын есептеуді қарайық: СН3СООНСН3СОО- + Н+; К=[СН3СОО- ][Н+]/[СН3СООН] [Н+] = К СН3СООH [СН3СООН]/[СН3СОО-], сірке қышқылы ерітіндіде аз ғана диссоциацияланатындықтан [СН3СООН]= Сқышқыл –жалпы концентрациясына тең. Ал тұз СН3СООNa СН3СОО- + Na+ толық диссоциацияланады, сондықтан ерітіндідегі СН3СОО- тұздан пайда болады. Тұздың әр молекуласынан СН3СОО- ионының біреуі пайда болатындықтан: [СН3СОО- ] = Стұз . Олай болса, [Н+] = КСН3СООH∙Сқышқыл/Стұз (10а) оны логарифмдеп, белгілерді өзгертсек – lg[Н+] = - lgКСН3СООH – lgС қышқыл/Стұз, не рН=рКқышқыл – lg Сқышқыл/Стұз ( 10) яғни буфер ерітінді үшін рН. Буфер ерітінділерге күшті қышқыл не күшті негіздің аз мөлшерін қосқаннан оның рН аз шамаға өзгереді Мысалы, ацетет буфер ерітіндісіне күшті қышқыл қосса, онда әлсіз қышқыл (СН3СООН) концентрациясы көбейеді, ал тұз концентрациялары азаяды, себебі ерітіндіде мына реакция жүреді Н++СН3СОО- СН3СООН; күшті қышқыл HCI H+ + CI-; СН3СООNa СН3СОО- + Na+, яғни қосылған Н+ -ионы әсерінен СН3СООН түзіліп отырады, сонда рН тек 4,74-тен 4,67 дейін өзгереді. Егер ацетат буфер ерітіндісіне енді күшті негіз қосса ОН-, СН3СООН концентрациясы азаяды, ал тұз концентрациясы көбейеді: СН3СООН + ОН- СН3СОО- + Н2О; яғни қосылған күшті негіздің ОН- ионы Н+-ионымен қосылып Н2О-ға айналады, бұл жағдайда ерітінді рН-ы 4,74-тен 4,84-ке ғана көтеріледі. Ал егер буфер ерітіндіні сұйылтса, СН3СООН диссоциациясы ғана көбейеді, бірақ бұл жағдай да ерітіндінің рН-ына аз әсер етеді. Буфер ерітіндіні сипаттау үшін буферлік сыйымдылық деген ұғым қолданылады. Әлсіз негізбен оның тұзынан тұратын буфер ерітінді үшін (NH4OH+NH4Cl), [OН-]= КNH4OH ∙[NH4OH]/[NH4 +]= Кнегіз ∙Снегіз/Стұз (11) рОН= рКнегіз – lgС негіз/Стұз (11а); рН=14- рОН=14- рКнегіз +lgСнегіз/Стұз (12) Практикалық жұмыста ерітіндінің белгілі рН-ын алу үшін керек буфер ерітінділерді кестеден (таблицадан) алады. Мысалы формиат буфер ерітіндісі НСООН + НСООNa – рН=3,8; ацетат буфер ерітіндісі СН3СООН+ СН3СООNa – рН=4,7; аммиакті-аммонийлы буфер ерітіндісі NH4OH+NH4Cl - рН=9,3. Буфер ерітіндінің сыйымдылығы – буферлік сыйымдылық = 2,3СКd [H+]/(Кd+[H+])2 формуласымен есептеледі . Буфер ерітіндіні сипаттау үшін буфер ерітіндінің сыйымдылығы деген ұғым болады, яғни ол буфер ерітінді қаншалық қосылған қышқыл не негізге байланысты ерітіндінің рН-ын ұстап тұра алатындығын көрсетеді. Оны (буфер сыйымдылығын) ерітінді рН-ын 1-ге өзгерту үшін 1л буфер ерітіндіге қосылатын күшті қышқыл не күшті негіз көлемімен есептейді.Сонымен, қорытындылап: Диссоциациялану дәрежесі мен диссоциация константасы арасындағы байланыс =К/См; См - молярлы концентрация. Әлсіз қышқыл ерітіндісінің Н+ концентрациясын табу: [H+]=К қыщқыл Сқышқыл; рН=1/2рКқышқыл -1/2lgСқышқыл; рОН=14-1/2рКқышқыл +1/2lgСқышқыл. Әлсіз негіз ерітіндісінің ОН- концентрациясын: [ОH-]=К негіз Снегіз; рОН=1/2рКнегіз -1/2lgСнегіз; рН=14-рОН=14-1/2рКнегіз +1/2 lg С негіз . Буфер ерітінділеріндегі [H+], [ОH-] концентрацияларын табу: [H+]=К қыщқыл Сқышқыл /Стұз ; рН=рКқышқыл – lgС қышқыл/Стұз ; [ОH-]= К негіз Снегіз /Стұз ; рОН =рКнегіз – lgСнегіз /Стұз ; рН=14-рОН. Кгидр =Кw /КқышқылКнегіз - әлсіз қышқыл мен әлсіз негіз тұздары. Гидролизге ұшырайтын тұздардың рН: [ОH-]=Кw Скtaп/КНАп әлсіз қышқыл; Кгидр = Кw/Кқышқыл - әлсіз қышқыл мен күшті негіз тұзы үшін. Кгидр = Кw/Кнегіз -әлсіз негіз мен күшті қышқыл тұзы үшін. жүктеу/скачать 5,02 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|