- •ОбЩая химИя
- •Введение
- •Правила работы в лаборатории
- •Определение эквивалентной массы
- •Общие сведения
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 1. Определение эквивалентной массы металла Оборудование и реактивы
- •Выполнение работы
- •Содержание протокола лабораторной работы
- •Обработка результатов эксперимента
- •Содержание отчета по лабораторной работе
- •Лабораторная работа № 2. Определение эквивалента карбоната натрия
- •Оборудование и реактивы
- •Выполнение работы.
- •Содержание протокола лабораторной работы
- •Обработка результатов эксперимента
- •Содержание отчета по лабораторной работе
- •Лабораторная работа № 3. Исследование скорости химических реакций и химического равновесия
- •Общие сведения
- •Контрольные вопросы
- •Оборудование и реактивы
- •Выполнение работы
- •Содержание протокола лабораторной работы
- •Обработка экспериментальных данных
- •Содержание отчета по лабораторной работе
- •Лабораторная работа № 4. Приготовление раствора и определение его концентрации
- •Общие сведения
- •Контрольные вопросы
- •Оборудование и реактивы
- •Выполнение работы
- •Протокол лабораторной работы
- •Контрольные вопросы
- •Оборудование и реактивы
- •Выполнение работы
- •Протокол лабораторной работы
- •Содержание отчета по лабораторной работе
- •Лабораторная работа № 6. Исследование гидролиза солей
- •Общие сведения
- •Контрольные вопросы
- •Оборудование и реактивы
- •Выполнение работы
- •Протокол лабораторной работы
- •Содержание отчета по лабораторной работе
- •Лабораторная работа № 7. Приготовление буферного раствора
- •Общие сведения
- •Контрольные вопросы
- •Оборудование и реактивы
- •Выполнение работы
- •I. Выбрать реактивы для приготовления буферного раствора.
- •II. Рассчитать объемы реактивов для приготовления буферного раствора.
- •III. Приготовить буферный раствор и определить его рН
- •IV. Определить буферную емкость
- •Протокол лабораторной работы
- •Обработка результатов эксперимента
- •Содержание отчета по лабораторной работе
- •Лабораторная работа № 8. Исследование растворимости солей
- •Общие сведения
- •Контрольные вопросы
- •Оборудование и реактивы
- •Выполнение работы
- •Протокол лабораторной работы
- •Содержание отчета по лабораторной работе
- •Лабораторная работа № 9. Исследование окислительно-восстановительных реакций
- •Общие сведения
- •Контрольные вопросы
- •Оборудование и реактивы
- •Выполнение работы
- •Протокол лабораторной работы
- •Содержание отчета по лабораторной работе
- •Лабораторная работа № 10. Исследование комплексных соединений
- •Общие сведения
- •Контрольные вопросы
- •Оборудование и реактивы
- •Выполнение работы
- •Протокол лабораторной работы
- •Содержание отчета по лабораторной работе
- •Лабораторная работа № 11. Определение энтальпии реакции нейтрализации
- •Общие сведения
- •Контрольные вопросы
- •Оборудование и реактивы
- •Выполнение работы
- •Содержание протокола лабораторной работы
- •Обработка результатов эксперимента
- •Содержание отчета по лабораторной работе
- •Лабораторная работа № 12. Определение теплоты растворения соли
- •Общие сведения
- •Оборудование и реактивы
- •Выполнение работы
- •Содержание протокола лабораторной работы
- •Обработка результатов эксперимента
- •Содержание отчета по лабораторной работе
- •Содержание
Лабораторная работа № 7. Приготовление буферного раствора
Цель работы: научиться выбирать состав буферного раствора с заданным значением рН, рассчитывать количества компонентов, необходимые для приготовления буферного раствора. Познакомиться с понятием емкости буферного раствора и научиться ее определять. Освоить современные методы измерения водородного показателя растворов с помощью рН-метров.
Общие сведения
Буферными называют растворы, способные поддерживать постоянное значение концентрации ионов водорода или гидроксила при разбавлении, а также при добавлении некоторых количеств сильной кислоты или щелочи. Способность раствора поддерживать определенную кислотность среды называют буферным действием. Буферное действие основано на связывании добавляемых ионов Н+или ОНв молекулы малодиссоциированных соединений. Основные типы буферных растворов следующие:
Смесь слабой кислоты и ее соли, например, ацетатный буфер: CH3COOH + CH3COONa. Механизм буферного действия следующий:
а) при добавлении кислоты ионы Н+связываются анионами соли в молекулы слабой кислоты по реакции:
;
б) при добавлении щелочи ионы гидроксила нейтрализуются слабой кислотой по реакции:
.
Смесь слабого основания и его соли, например, аммиачный буфер: NH4OH + NH4Cl. Буферное действие обусловлено протеканием следующих процессов:
а) при добавлении кислоты ионы Н+ нейтрализуются слабым основанием по реакции:
;
б) при добавлении щелочи ионы гидроксила связываются катионами соли в молекулы слабого основания:
.
Расчет рН кислого буфера проводят на основании константы диссоциации слабой кислоты:
,
где pKd– показатель константы диссоциации слабой кислоты,pKd = –lgKd;СсиСк– концентрации соли и килоты соответственно, моль/л
Для основного буфера можно вывести аналогичную формулу, но для расчета гидроксильного показателя:
,
где pKd– показатель константы диссоциации слабого основания;СсиСосн– концентрации соли и основания соответственно, моль/л
Водородный показатель основного буфера вычисляют по формуле:
рН = 14 − рОН.
Интегральной емкостью буферного раствора называют число молей сильной кислоты или щелочи, которое требуется прибавить к 1 л буферного раствора для изменения его рН на единицу. После этого раствор практически утрачивает буферное действие. Дальнейшее добавление сильной кислоты или щелочи вызывает резкое изменение рН раствора. Поэтому емкость буферного раствора можно определить экспериментально путем титрования сильной кислотой или, соответственно, щелочью с цветными индикаторами. Рассчитывают емкость буферных растворов на основе формул вычисления рН. Емкость кислого буфера по щелочи,ВЩрассчитывают исходя из уравнения:
,
при решении которого получается формула:
.
Емкость кислого буфера по кислотевычисляют на основе уравнения:
,
из которого выводят расчетную формулу:
.
Емкости основного буфера по кислоте и по щелочи определяются согласно уравнениям:
и .
Выбор состава буферного раствора.ОтношениеСс/СкилиСс/Соснвыбирают в пределах 0,1Ссоли/Ск-ты 10. По таблицам констант диссоциации подбирают слабую кислоту сpKd = pH (или слабое основание сpKd=pOH), исходя из заданного значения рН вычисляют отношение концентрацийСс/Ск(илиСс/Сосн).