02 Буферные растворы. Расчет рН

ЛЕКЦИЯ 2
Буферные растворы. Расчет рН.
доц. Л.В. Вронска
План





Расчет рН и рОН водных растворов
кислот и оснований.
Расчет рН растворов амфолитов.
Расчет рН растворов солей.
Расчет рН буферных растворов.
Протолитические
равновесия
в
неводных растворах.
1. Расчет рН водных растворов кислот и
оснований.
 Расчет
рН
растворов сильных
кислот и оснований
pH   lg C HA
pOH   lg C B
 Для
разбавленных
2  4K
C

C
HA
W

HA
растворов сильных [ H ] 
2
кислот и оснований:
2
C

C
 4 KW
B

B
[OH ] 
.
2
Расчет рН растворов слабых кислот и
оснований
2  4K

K

K
HA
HAC HA

HA
[H ] 
2
2

K

K
 4 K BC B

B
B
[OH ] 
.
2
Если слабая кислота (основание) мало
диссоциирует (  0,03 – 0,05), то рН:
[H  ] 
K HA  C HA
1
1
pH  pK HA  lg C HA
2
2
[OH  ]  K B  C B
1
1
pH  14  pK B  lg C B
2
2
В разбавленных растворах (С  1 10–4
М) кислот (оснований) с К 10–6
[ H  ]  K HA  C HA  KW
[OH  ]  K BC B  KW
Расчет рН смеси двух кислот (оснований)
средней силы
[ H  ]  K HA1 [ HA1 ]  K HA2 [ HA2 ]
[H  ] 
KW
K B1 [ B1 ]  K B2 [ B2 ]
Если степень диссоциации кислот
(оснований) не превышает 5%, то рН можно
рассчитать по общей концентрации
кислоты (основания)
[ H ]  K C  K C

HA1

[H ] 
HA1
HA2
KW
K B1  C B1  K B2 C B2
HA2
2. Расчет рН растворов амфолитов

[H ] 
K H2 A( K
HA
] K )
[
HA

W
K H2 A
[H  ] 

 [ HA ]
K H2 AK
HA 
3. Расчет рН растворов солей
 Соль слабой
основания
кислоты
и
сильного
[ OH ]  K  C

B
[ OH ] 

соли
K
C
K
W
HA
соли
3. Расчет рН растворов солей
 Соль сильной
основания
кислоты
и
слабого
[ H ]  K C

a
[H ] 

K
C
K
соли
W
B
соли
3. Расчет рН растворов солей
 Соль слабой
основания

кислоты
[H ] 
и
KW  K HA
KB
слабого
4. Расчет рН буферных растворов
Механизм буферного действия
Буфер: слабая кислота и ее соль
(CH3COOH + CH3COONa)
 При добавлении ионов H+:
CH3COO- + H+  CH3COOH
 При добавлении ионов OH-:
CH3COOH + OH-  CH3COO- + H2O
Механизм буферного действия
Буфер – слабое основание и его соль
(NH3+NH4Cl)
 При добавлении ионов H+:
NH3 + H+  NH4+
 При добавлении ионов OH–:
NH4+ + OH–  NH3H2O
Расчет рН буферных растворов
С
pH  14  pK  lg
С
С
pH  pK  lg
С
основания
b
кисл .
a
соли
Буферная емкость
C AC B
П  2,3
C A  CB
соли
Характеристика буферных растворов
Буферная смесь
рН
Область рН эффективного
использования
HCOOH + HCOONa
3,8
2,8 – 4,8
C6H5COOH +
C6H5COONa
CH3COOH +
CH3COONa
4,2
3,2 – 5,2
4,8
3,8 – 5,8
NaH2PO4 + Na2HPO4
6,6
5,6 – 7,6
NH4OH + NH3
9,2
8,2 – 10,2
5. Протолитические равновесия в неводных
растворах
По полярности
 Полярные растворители:   30 (владеют
диссоциирующим действием)
 Малополярные растворители:  =10  30
(слабое диссоциирующее действие)
 Неполярные растворители:   10 (не
имеют диссоциирующего действия)
За кислотно-основными свойствами
растворители:
протогенные
протонные: протофильные
амфипротные
апротонные
За способностью ионизировать
ковалентные связи растворители
 ионизирующие
 неионизирующие
Для расчета рН растворов в неводных
растворителях необходимо:
 значение константы автопротолиза
соответствующего растворителя
 значение
константы
кислотности
(основности) кислоты (основания) в
этом растворителе
Спасибо за внимание!