Равновесия в буферных растворах

Растворы, способные поддерживать определенное значение рН при разбавлении, а также при добавлении некоторых количеств сильной кислоты или щелочи называют буферными. Буферные системы образуются при смешивании растворов слабого электролита (кислоты или основания) и соли данного слабого электролита.

Буферное действие основано на связывании добавляемых ионов Н⁺ или ОН^- в молекулы малодиссоциированных соединений.

Различают следующие типы буферных растворов.

1. Смесь слабой кислоты и ее соли, например, СН₃СООН + CH₃COONa (уксусная кислота + ацетат натрия). При добавлении сильной кислоты к этому раствору анионы соли связывают ионы Н+ в молекулы малодиссоциированной уксусной кислоты:

При добавлении щелочи протекает реакция нейтрализации:

2. Смесь средней и кислой соли или двух кислых солей слабой многоосновной кислоты, например, Na₂CO₃ + NaHCO₃ или Na₂HPO₄ + NaH₂PO₄. Анионы кислой соли реагируют подобно слабой кислоте в п.1.

3. Кислые соли слабых многоосновных кислот, при добавлении к растворам которых сильных кислот или щелочей протекают аналогичные реакции:

4. Смесь слабого основания и его соли, например, NH₄OH + NH₄Cl. Буферное действие основано на реакциях:

5. Соли слабых кислот и слабых оснований, например, NH₄CH₃COO. Буферное действие обусловлено реакциями:

рН буферного раствора вычисляется по формулам:

(2.28)

для кислого буферного раствора и

(2.29)

для щелочного буферного раствора, в которых p K_d – константа диссоциации слабого электролита; номер константы диссоциации определяется из ионного состава буферного раствора. и – коэффициенты активности аниона соли слабой кислоты и катиона соли слабого основания соответственно.

Емкостью буферного раствора В называют количество сильной кислоты или щелочи, которое требуется добавить к 1 л раствора для изменения его рН на единицу. Раствор утрачивает буферные свойства при добавлении сильной кислоты или щелочи в количестве, превышающем буферную емкость. Различают буферную емкость раствора по кислоте и по щелочи.

Дата добавления: 2015-07-12