Способы приготовления буферных растворов с заданным значением рН.

Дата: 2025-05-01; Просмотры: 8

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

Существует два способа приготовления буферных растворов:

1) путем смешения водных растворов сопряжённых кислоты и основания.

2) путем частичной нейтрализации слабой кислоты – щёлочью или слабого основания – сильной кислотой.

Второй способ широко используется в лабораторной практике при приготовлении буферных смесей с использованием рН – метра, когда нейтрализацию ведут до заданного значения рН, величину которого контролируют по прибору.

1. Приготовить фосфатный буфер объемом V_буф с заданным значением рН методом смешения растворов дигидрофосфата и гидрофосфата натрия.

1.1 Определим объемы V_к и V₀ исходных растворов сопряжённых кислоты и основания, если известны исходные концентрации c _к^(нач) и c _осн^(нач) .

Для расчёта необходимо составить два уравнения, первое из которых очевидно

V_буф = V_осн + V_к (6.4)

а второе получим на основе уравнения (6.2).

Поскольку количества солей в буферном растворе равно их количеству в соответсвующих объёмах исходных растворов, то

n _{осн (в буферном растворе)} = c _осн^(нач) Ч V_осн,

n _{к (в буферном растворе)} = c _к^(нач) Ч V_к

Подставляя эти величины в уравнение (6.2), находим второе уравнение связи между искомыми объёмами:

Решая систему из двух уравнений (6.4) и (6.5) или (6.4) и (6.6), находим объёмы растворов V_к и V_осн, при смешении которых образуется буферный раствор с заданным значением рН.

2. Этот же буферный раствор можно приготовить путём частичной нейтрализации фосфорной кислоты щёлочью, например NaOH.

Пусть в растворе фосфорной кислоты объёмом V [дм³] и молярной концентрацией c (Н₃РО₄) [моль/дм³] содержится n (Н₃РО₄) = c (Н₃РО₄)Ч V = а моль Н₃РО₄. Гидрофосфатный буферный раствор содержит смесь двух солей Na₂HPO₄ (осн) / NaH₂PO₄(к), поэтому расчеты при нейтрализации кислоты проводят в два этапа: перевод а моль фосфорной кислоты в дигидрофосфат – ион (I этап) и далее частичный перевод дигидрофосфат-иона в гидрофосфат-ион до нужного значения рН (II этап) – решение задач на избыток-недостаток:

Необходимое количество щёлочи х для осуществления второго этапа определяют по уравнению (6.2):

Общее количество NaOH равно n_общ.(I+II этапы) = а + х, и если в исходный раствор фосфорной кислоты добавляют кристаллический NaOH, то его масса равна

m (NaOH) = =(a+x) Ч M (NaOH);

если добавляют раствор щёлочи, то его объём равен: