Исследование в учебном практикуме по химии 




Скачать 305.6 Kb.
PDF просмотр
НазваниеИсследование в учебном практикуме по химии 
страница9/24
Дата конвертации12.10.2012
Размер305.6 Kb.
ТипИсследование
1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   ...   24

 
8. рН буферных систем. 
Задание 
Необходимые знания 
Состав действий 
Рассчитайте  значение  Буферными  называют  такие  растворы,  которые  поддерживают  1.   Запишем уравнения диссоциации компонентов буферной смеси, выраже-
рН  следующих  бу- постоянное  значение  рН  (в  пределах  буферной  емкости),  не-
ние  для  константы  диссоциации  слабого  электролита  и  рассчитаем  чис-
ферных систем: 
смотря  на  добавление  веществ,  которые  могут  изменять  ки-
ленное значение константы 
1.  Ацетатный буфер 
слотность раствора. 
CH3COOH ⇔ CH3COO− +H+ 
0.1m CH3COOH и 
 Буферы,  как  правило,  состоят  из  смеси  слабого  и  сильного 
СН3СООNa ⇒ CH3COOH− + Na+ 
0.01m СН3СООNa 
электролитов,  содержащих  одноименный  ион.  Например,  аце-

+
[CH COO ][H ]
 
3

татный  буфер  состоит  из  смеси  растворов  слабой  уксусной 
=
= .
175⋅10 5                        (1) 
d
[CH COOH]
 
кислоты  СН
3
3СООН  и  уксусно-кислого  натрия  СН3СОONa - 
 
2.   Используя  заданные  начальные  значения  концентраций,  после  установ-
сильного электролита с одноименным ионом. 
 
ления равновесия имеем  
В буферном растворе устанавливается кислотность, опреде-
 
ляемая константой диссоциации слабого электролита и соотно-
≡ [H+] 
 
шением концентраций компонентов буфера. Принцип действия 
[CH3COO−] = 0.01 + 
2.   Аммонийный бу-
буфера рассмотрим на примере раствора слабой кислоты HA  
[CH3COOH] = 0.1 − x 
фер 
HA ⇔ H+ + A−                                     (1) Подставляя  эти  значения  в (1), получим  уравнение  относительно  неизвест-
1m NH
ной величины концентрации [H+] x 
4OH и 
с  концентрацией  ma  и  сильного  электролита  KA  концентрации 
0.2m NH
( .
0 01+ x)x
4Cl 
m
−  
s, диссоциирующего нацело 
= .
175⋅10 5
3.   Карбонатный  бу-
KA ⇒ K+ + A− .                                    (2)
.
01− x
фер 
Из выражения для константы равновесия реакции (1) имеем 
x2 + x⋅(0.01 + 1.75⋅10-5) -1.75⋅10-6 = 0 
0.3m NaHCO
x = 1.72⋅10-4 моль/кг 
3 и 1m 
[
+ ][ −
H
A ]

Na
lg K
= lg
= lg[ H + ] + lg[A - ] − lg[ H A ]
4.   Рассчитаем рН раствора 
2CO3  
(1)
[H A ]
откуда 
pH =−lg[H+] = −lg(1.717⋅10-4) = 3.77 
Обратите внимание, что величина pH, полученная в результате точного рас-
pH = −lgK(1) + lg[A−] − lg[HA] 
чёта, мало отличается от приближённого значения из соотношения слева 
Поскольку концентрация A− определяется концентрацией силь-
pH ≈ −lgK
ного электролита [A−] = m
(1) + lg ms − lg ma = 4.757 - 2 + 1 = 3.76 
s, а кислота HA - слабая, то есть [HA] 
5.   Нанесём рассчитанное значение pH на шкалу рН 
≈ ma, величина pH оказывается фиксированной 
ацетатный
7
pH ≈ −lgK(1) + lg ms − lg ma 
буфер кислая                        щелочная
 
 
 
0
2
4
6
8
10
12
14
pH
 
 
Таким  образом,  раствор  при  добавлении  одноименных  ионов  стал  менее 
 
кислым. 
 
 
18

 
9. Расчет коэффициента активности ионов. 
Задание 
Необходимые знания 
Состав действий 
Рассчитайте коэффи-
Уравнение для химического потенциала растворённого компонента 
1.  Запишем  уравнение  диссоциации  уксусной  ки-
циенты активности и 
µ = µ RT ln() ,                                                     (1) слоты  и  рассчитаем  термодинамическую  кон-
i
i
i
активности ионов 
которым мы пользовались ранее, является точным только для идеальных разбавленных 
станту равновесия 
уксусной кислоты в 
растворов. В реальных растворах, когда концентрация электролита велика, следует учи-
CH3COOH° ⇔ CH3COO− +H+ 
0.1m растворе Na

+
2SO4.  тывать электростатическое взаимодействие между ионами в растворе. В этом случае урав-
[CH COO ][H ]
3

Сопоставьте значения 
=
= .
175⋅10 5 
нение (1) записывают в виде             µ = µRT ln(,  моль / кг) ,                                     (2) 
d
[CH COOHo]
термодинамической и 
i
i
i
3
где a
2.  Запишем  уравнение  необратимой  диссоциации 
концентрационной 
i - термодинамическая активность иона в растворе, содержащая информацию как о 
концентрации компонента, так и учитывающая неидеальность его поведения. Активность  Na
констант равновесия 
2SO4 и концентрации ионов 
удобно представить как произведение 
Na
2− 
уксусной кислоты. 
2SO4 ⇒ 2Na+ + SO4
 a
                         0             0.2       0.1 
 
i = γimi ,                                                        (3) 3. Рассчитаем ионную силу раствора. Поскольку 
 
в котором γi - коэффициент активности иона i - безразмерная величина, характеризую- концентрации ионов - продуктов диссоциации ук-
 
щая степень отклонения поведения иона от идеального. 
сусной кислоты - малы, пренебрежём их влиянием 
 
Рассчитать коэффициент активности можно по уравнению Дебая - Хюккеля, в основе ко-
2
+
2
2-
 
торого - учёт электростатического взаимодействия выделенного иона i с окружающими 
I ≈ 0.5( Q
[
] +
[
] ) = 0.5(12⋅0.2 + 
+
Na
2- SO
Na
SO
4
2
4
его противоионами:                                    
AQ
I
lg γ
i
= −
                                                  
+22⋅0.1) = 0.3 моль/кг 
 i
1 + Br I
i
4. Для рассчитанной ионной силы по уравнению 
(4) 
Дебая-Хюккеля рассчитаем коэффициенты актив-
Здесь Q
o
ности однозарядных ионов CH3COO− и H+ 
i - заряд иона, ri ≈ 4.5 A  - расстояние наибольшего сближения ионов, A и B - пара-
метры растворителя, зависящие от температуры и давления, а I [моль/кг] - ионная сила 
.
0 51 ⋅
.
0 3
lgγ = −
= − .
0 154  
 1
1 + .
0 3285 ⋅ 4.5 ⋅
.
0 3
раствора                                                    
1

Q2 ⋅ 
i
i
2
γ
i
 1 = 10-0.154 = 0.701 
Для водных растворов при стандартных условиях A = 0.5100, B = 0.3285. 
Коэффициент активности нейтральной молекулы 
С учётом (2, 3) для реакции диссоциации типа 
CH3COOH° γo = 1. 
KA  K + A 
5. Рассчитаем концентрационную константу дис-
получим 
социации уксусной кислоты 
+

a a
[ ][ ] γ γ
[H ][CH COO ]
1
3

K
A
K A
5
K
K
A
=
=

 

= .
175⋅10

c
o
d
a
[KA]
γ
[CH COOH ]
.
0 701⋅ .
0 701
3
KA
KA
так что концентрационная константа диссоциации запишется в виде 
= 1.75⋅10-5⋅2.0357 = 3.56⋅10-5 
[K][ A]
γ
"Реальная"  константа  диссоциации  отличается  от 

K
KA
 
идеальной более чем в два раза. 
c
[KA
d
]
γ γ
K A
 
19
1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   ...   24

Похожие:

Исследование в учебном практикуме по химии  iconТематика творческих работ слушателей криппо по: химии формирование здорового образа жизни на уроках химии и во внеурочное время. Экологическое воспитание и образование на уроках химии.
Содержание, формы и методы работы методических объединений учителей химии (городских, районных, школьных) (реферат)
Исследование в учебном практикуме по химии  iconТематическое планирование уроков химии в 8-11 классах 6 Программа факультатива «Основы химии»
Система преподавания химии в сельской школе как средство профессионального самоопределения учащихся и их подготовки к поступлению...
Исследование в учебном практикуме по химии  iconМетодические рекомендации по разработке заданий для школьного и муниципального этапов всероссийской олимпиады школьников по химии в 2011/2012 учебном году Москва 2011
Методические материалы содержат рекомендации по порядку проведения школьного и муниципального этапов по химии, советы по содержанию...
Исследование в учебном практикуме по химии  iconДоклад о Практикуме Организации Объединенных 
Введение   
Исследование в учебном практикуме по химии  iconВ лабораторном практикуме рассмотрены вопросы построения математи
Предисловие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
Исследование в учебном практикуме по химии  iconСпецкурс по химии на английском языке в старших профильных классах «Перевод текстов по химии»
А главное дети открывали для себя что-то новое не только в химии, но и в языке. А интерес к английскому языку в данном случае считаю...
Исследование в учебном практикуме по химии  iconЭтапа эксперимента
Это перегрузка курса химии основной школы в связи с переходом на концентрическую систему и сокращение объема часов на изучение химии...
Исследование в учебном практикуме по химии  iconМетодические рекомендации по содержательному и организационно-методическому обеспечению школьного этапа Всероссийской олимпиады школьников по химии в 2009/2010 учебном году Москва 2009
...
Исследование в учебном практикуме по химии  iconXii молодежная конференция по органической химии
Молодежная конференция по органической химии продолжает серию школ-конференций, проводимых ежегодно, начиная с 1998 года (Екатеринбург,...
Исследование в учебном практикуме по химии  iconК лабораторному практикуму  по курсу химии  
История кафедры химии     
Разместите кнопку на своём сайте:
TopReferat


База данных защищена авторским правом ©topreferat.znate.ru 2012
обратиться к администрации
ТопРеферат
Главная страница