Jeżeli do 1 l buforu octanowego o pH 4,8 i o stężeniach kwasu 1 mol/l i sprzężonej zasady 1 mol/l dolejemy 1 l wody dejonizowanej uzyskamy roztwór o pH...
Bardzo proszę o pomoc w rozwiązaniu..
bufory-dodanie wody
-
Guzzi
- Użytkownik
- Posty: 194
- Rejestracja: 10 gru 2012, o 12:18
- Płeć: Mężczyzna
- Lokalizacja: Wrocław
- Podziękował: 9 razy
- Pomógł: 52 razy
bufory-dodanie wody
Rozpisując stałą dysocjacji słabego kwasu w buforze mamy:
\(\displaystyle{ K_{a}= \frac{[H ^{+} ][R ^{-} ]}{HR}}\)
Słaby kwas w buforze dysocjuje w stosunkowo niewielkich ilościach ze względu na obecność wspólnego jonu. Zatem możemy założyć, że stężenie anionu jest równe stężeniu soli tego kwasu w roztworze, natomiast stężenie cząstek niezdysocjowanych jest równe stężeniu kwasu.
\(\displaystyle{ K_{a}= \frac{[H ^{+} ]C _{s} }{C _{a} }}\)
Co daje: \(\displaystyle{ [H ^{+} ]=K_{a} \frac{[H ^{+} ]C _{s} }{C _{a} }}\)
Logarytmując to wyrażenie otrzymujesz zależność na \(\displaystyle{ pH}\) buforu:
\(\displaystyle{ pH= p{K _{a}} +\log \frac{C _{a} }{C _{s}}}\)
Wiesz, że w roztworze masz równe stężenia soli i kwasu. Czyli logarytm z ilorazu stężeń wynosi zero. Nawet jak rozcieńczysz, to logarytm nadal będzie równy zeru i \(\displaystyle{ pH}\) nie ulegnie zmianie. Jednak działa to tylko do pewnego rozcieńczenia. W miarę rozcieńczania stężenie kwasu niezdysocjowanego będzie spadać ze względu na przesunięcie równowagi dysocjacji w kierunku tworzenia jonów wodorowych co powoduje zmianę \(\displaystyle{ pH}\) roztworu buforowego. Wtedy we wzorze na stałą dysocjacji uwzględniasz te parametry:
\(\displaystyle{ K_{a}= \frac{[H ^{+} ]([H ^{+}]+C _{s} )}{C _{s} - [H ^{+}] }}\)
Możesz łatwo sprawdzić, że przy tysiąckrotnym rozcieńczeniu roztworu następuje zmiana \(\displaystyle{ pH}\) o zaledwie \(\displaystyle{ 0,01}\). Żeby zmienić \(\displaystyle{ pH}\) o \(\displaystyle{ 0,1}\) należy roztwór wyjściowy rozcieńczyć \(\displaystyle{ 10000}\) razy.
\(\displaystyle{ K_{a}= \frac{[H ^{+} ][R ^{-} ]}{HR}}\)
Słaby kwas w buforze dysocjuje w stosunkowo niewielkich ilościach ze względu na obecność wspólnego jonu. Zatem możemy założyć, że stężenie anionu jest równe stężeniu soli tego kwasu w roztworze, natomiast stężenie cząstek niezdysocjowanych jest równe stężeniu kwasu.
\(\displaystyle{ K_{a}= \frac{[H ^{+} ]C _{s} }{C _{a} }}\)
Co daje: \(\displaystyle{ [H ^{+} ]=K_{a} \frac{[H ^{+} ]C _{s} }{C _{a} }}\)
Logarytmując to wyrażenie otrzymujesz zależność na \(\displaystyle{ pH}\) buforu:
\(\displaystyle{ pH= p{K _{a}} +\log \frac{C _{a} }{C _{s}}}\)
Wiesz, że w roztworze masz równe stężenia soli i kwasu. Czyli logarytm z ilorazu stężeń wynosi zero. Nawet jak rozcieńczysz, to logarytm nadal będzie równy zeru i \(\displaystyle{ pH}\) nie ulegnie zmianie. Jednak działa to tylko do pewnego rozcieńczenia. W miarę rozcieńczania stężenie kwasu niezdysocjowanego będzie spadać ze względu na przesunięcie równowagi dysocjacji w kierunku tworzenia jonów wodorowych co powoduje zmianę \(\displaystyle{ pH}\) roztworu buforowego. Wtedy we wzorze na stałą dysocjacji uwzględniasz te parametry:
\(\displaystyle{ K_{a}= \frac{[H ^{+} ]([H ^{+}]+C _{s} )}{C _{s} - [H ^{+}] }}\)
Możesz łatwo sprawdzić, że przy tysiąckrotnym rozcieńczeniu roztworu następuje zmiana \(\displaystyle{ pH}\) o zaledwie \(\displaystyle{ 0,01}\). Żeby zmienić \(\displaystyle{ pH}\) o \(\displaystyle{ 0,1}\) należy roztwór wyjściowy rozcieńczyć \(\displaystyle{ 10000}\) razy.
-
pesel
- Użytkownik
- Posty: 1707
- Rejestracja: 8 cze 2010, o 13:09
- Płeć: Mężczyzna
- Podziękował: 1 raz
- Pomógł: 412 razy
bufory-dodanie wody
Generalnie mówi się, że rozcieńczanie buforu nie zmienia jego pH. Ale oczywiście nie jest tak, że jak do litra buforu wlejesz cysternę wody to nic się nie zmieni. Przedmówca w pierwszym wzorze cicho założył, że jony wodorowe pochodzą tylko z kwasu. I rzeczywiście przy dużych stężeniach tego kwasu (i w miarę dużych stałych dysocjacji) można zaniedbać jony wodorowe pochodzące z autodysocjacji wody. Jednak w miarę rozcieńczania kwasu takie zaniedbanie prowadzi do głupich wniosków (np. takich, że drastyczne rozcieńczenie kwasu doprowadzi do pH większego od 7 co nie jest fizyczne) bo po prostu więcej jonów wodorowych pochodzi z wody niż z dysocjacji słabego (i bardzo rozcieńczonego) kwasu. Podsumowując: przy "rozsądnym rozcieńczaniu pH "zmienia się w stopniu, który można zaniedbać", jednak przy ekstremalnie dużych rozcieńczeniach pH dąży wraz ze wzrostem rozcieńczenia do 7 (w tym wypadku od dołu) czyli do pH wody.