37. Интервал буферного действия (определение и формула для расчета).

Интервал значений рН, выше и ниже которого буферное действие прекращается, называется зоной буферного действия.

Она равна рН = рК ± 1

38. Буферная емкость (определение; формула для расчета; факторы, влияющие на значение буферной емкости).

Буферная ёмкость — это способность буферной системы противодействовать изменению рН среды. Факторы, влияющие на значение буферной емкости: концентрация электролитов и соотношение кол-ва сильной кислоты.

Интервал значений рН, выше и ниже которого буферное действие прекращается, называется зоной буферного действия.

Она равна рН = рК ± 1

Буферная ёмкость (В) выражается количеством моль-эквивалентов сильной кислоты или щелочи, которое следует добавить к одному литру буфера, чтобы сместить рН на единицу.

В – буферная ёмкость,

n_Э – количество моль-эквивалента сильной кислоты или щелочи,

рН_Н – начальное значение рН (до добавления кислоты или щелочи)

рН_К – конечное значение рН (после добавления кислоты или щелочи)

ΔрН – изменение рН.

На практике буферная ёмкость рассчитывается по формуле:

V – объём кислоты или щелочи,

N – эквивалентная концентрация кислоты или щелочи,

V_буф.- объём буферного раствора,

Δ рН – изменение рН.

39. Состав и механизм действия ацетатного буфера.

Рассмотрим его на примере ацетатного буфера: СН₃СООН + СН₃СООNa

1. При добавлении небольшого количества хлороводородной кислоты, ионы Н+ связываются с имеющимся в растворе сопряженным основанием CH3COO‾ в слабый электролит СН3СООН.

CH3COO ‾ +H+ ⇄ CH3COOH (1)

Из уравнения (1) видно, что сильная кислота НСl заменяется эквивалентным количеством слабой кислоты СН₃СООН. Количество СН₃СООН увеличивается и по закону разбавления В. Оствальда степень диссоциации уменьшается. В результате этого концентрация ионов Н⁺ в буфере увеличивается, но очень незначительно. рН сохраняется постоянным.

При добавлении кислоты к буферу рН определяется по формуле:

где − объем и нормальность добавленной в раствор кислоты.

2. При добавлении к буферу небольшого количества щелочи протекает реакция еѐ\е с СН₃СООН. Молекулы уксусной кислоты реагируют с гидроксид-ионами с образованием Н₂О и СН3СОО ^‾:

CH3COOН + OH ‾ ⇄ CH3COO‾ + H2O (2)

В результате этого щелочь заменяется эквивалентным количеством слабоосновной соли CH₃COONa. Количество СН₃СООН убывает и по закону разбавления В. Оствальда степень диссоциации увеличивается за счет потенциальной кислотности оставшихся недиссоциированных молекул СН₃СООН. Следовательно, концентрация ионов Н⁺ практически не изменяется. рН остается постоянным.

При добавлении щелочи рН определяется по формуле:

где − объем и нормальность добавленной в раствор щелочи.

3. При разбавлении буфера рН также не меняется, т.к. константа диссоциации и соотношение компонентов при этом остаются неизменными.

40. Состав и механизм действия аммиачного буфера.

NH4OH и NH4Cl – аммиачный буфер.

NH₃ + H₂O = OH⁻ + NH₄⁺

Основание избыток сопряженной кислоты

NH₄Cl → Cl⁻ + NH₄⁺

Уравнение Гендерсона – Гассельбаха для основной буферной системы будет иметь такой вид:

Где (основания, индекс b от англ. basis), (соли) и (основания) – количества эквивалентов вещества соли и основания соответственно.