Question

. Почему буфер наиболее эффективен при минимизации изменений рН растворов? 2. Можно ли получить буфер из равных количеств следующих веществ? Объясните, почему.
3. Рассмотрите буфер, приготовленный из слабой кислоты HNO2 диссоциирующей согласно уравнению:
HNO2 + H2O NO2- + H3O+
а. Объясните, почему как HNO2, так и NO2- необходимы для приготовления буфера?
б. Как меняется концентрация HNO2 и NO2-, когда к раствору добавляют 1 мл 0,01 М HCl?
в. Как меняется концентрация HNO2 и NO2-, когда к раствору добавляют 100 мл 0,1 М NaOH?
4. Используя табличные значения Ka вычислите рН буфера, приготовленного из:
а. 0,1 М Na2HPO4 и 0,1 М Na3PO4
б. 0,22 М NaHCO3 и 0,5 М Na2CO3
в. 0,5 М Na2HPO4 и 0,1 М KH2PO4
5. Рассчитайте рН буферного раствора, в котором концентрация CH3COOH всегда 0,2 М, но концентрация CH3COONa соответствует каждому из следующих значений:

​

Answer 1

1. Буферная система наиболее эффективна при минимизации изменений рН растворов из-за наличия в ней слабой кислоты и ее соответствующего соли. Когда к буферному раствору добавляется кислота или щелочь, слабая кислота реагирует сбазой, образуя ионную соль. Это препятствует резкому изменению рН раствора, так как образование ионной соли компенсирует изменение концентрации ионов в растворе и поддерживает его близким к исходному рН значению.

2. Да, буфер можно получить из равных количеств слабой кислоты и ее соответствующей соли. Это происходит из-за того, что слабая кислота реагирует со своей солью, образуя буферную систему. Примером такого буфера является пара CH3COOH (уксусная кислота) и CH3COONa (уксусная соль).

3.
а. Как HNO2, так и NO2- необходимы для приготовления буфера, так как HNO2 является слабой кислотой, а NO2- - соответствующей ей солью. Оба компонента необходимы для поддержания буферной системы и минимизации изменении рН раствора.

б. Когда к раствору добавляют 1 мл 0,01 М HCl, реакция происходит следующим образом:
HCl + HNO2 -> NO2- + H3O+

Концентрация HNO2 уменьшается, так как некоторая часть превращается в NO2-. Новая концентрация HNO2 должна быть рассчитана, учитывая объем добавленного раствора HCl.

в. Когда к раствору добавляют 100 мл 0,1 М NaOH, реакция происходит следующим образом:
NaOH + HNO2 -> NO2- + H2O + Na+

Концентрация HNO2 увеличивается, так как образуется новое количество HNO2 из реакции с NaOH. Новая концентрация HNO2 должна быть рассчитана, учитывая объем и концентрацию добавленного раствора NaOH.

4.
a. Для решения этой задачи нужно использовать константу диссоциации кислоты Ka. Рассчитываем рН буфера по формуле:
pH = pKa + log(Na2HPO4/Na3PO4)

b. Аналогично предыдущей задаче, рассчитываем рН буфера по формуле:
pH = pKa + log(NaHCO3/Na2CO3)

в. Снова используем формулу для расчета рН буфера:
pH = pKa + log(Na2HPO4/KH2PO4)

5. Чтобы рассчитать рН буферного раствора, в котором концентрация CH3COOH всегда 0,2 М, но концентрация CH3COONa соответствует каждому из заданных значений, нужно использовать формулу Гендерсона-Хассельбальха:
pH = pKa + log(CH3COONa/CH3COOH)

где pKa - константа диссоциации для CH3COOH. Подставляем значения концентраций CH3COONa и CH3COOH для каждого заданного случая и рассчитываем рН.