Nr ćwiczenia 4	Data 13.04.2011	Imię i nazwisko Daria Pawlicka	Wydział Technologii Chemicznej	Semestr II	Grupa 6
Prowadzący dr Zbigniew Świt	Przygotowanie	Wykonanie	Ocena

Roztwory buforowe

1. Wpływ dodatku kwasu lub zasady na wartość pH roztworu buforowego i nie buforowego

Na₂SO₄ miareczkownay HCl Bufor NaHPO₄ + KH₂PO₄ miareczkowany HCl

ilość HCl [ml]	pH
0	7,60
1	3,54
2	3,28
3	3,16
4	3,05
5	2,97
6	2,92
7	2,87
8	2,83
9	2,79
10	2,76
11	2,73
12	2,71
13	2,68
14	2,66
15	2,64
16	2,63
17	2,61
18	2,60
19	2,59
20	2,58
21	2,57
22	2,56
23	2,55
24	2,54
25	2,53
26	2,52

ilość HCl [ml]	pH	ilość HCl [ml]	pH
0	7,25	27	3,00
1	7,18	28	2,98
2	7,12	29	2,95
3	7,05	30	2,92
4	6,98	31	2,90
5	6,90	32	2,89
6	6,82	33	2,86
7	6,75	34	2,84
8	6,65	35	2,82
9	6,55	36	2,80
10	6,42	37	2,79
11	6,26	38	2,78
12	6,03	39	2,76
13	5,65	40	2,74
14	4,50	41	2,73
15	4,02	43	2,70
16	3,75	45	2,68
17	3,62	47	2,65
18	3,51	49	2,64
19	3,42	51	2,62
20	3,32	53	2,60
21	3,25	55	2,59
22	3,23	57	2,58
23	3,18	59	2,57
24	3,13	61	2,55
25	3,10	63	2,54
26	3,05	65	2,52

Wyniki zostały przedstawione na wykresach 1. i 2.

Aby pH 0,1 M roztworu Na₂SO₄ zmieniło się o jedną jednostkę trzeba dodać ok. 0,4 ml 0,1 M kwasu solnego.

Aby pH buforu zmieniło się o jedna jednostke trzeba dodać ok. 11,4 ml 0,1 M HCl.

1. Wpływ wzajemnego stosunku molowego składników mieszaniny buforowej na jej wartość pH

Stężenie NaH2PO4 [mol/dm3]	0,02	0,04	0,06	0,08
Stężenie KH2PO4 [mol/dm3]	0,08	0,06	0,04	0,02
pH buforu	6,59	7,13	7,48	7,77

Wzór na pH mocnego kwasu: pH=-log[H⁺]. Po przekształceniu otrzymujemy wzór na steżenie jonów H⁺: [H⁺]=10^-pH. Ponieważ HCl jest kwasem jednoprotonowym wiemy, że [H+] kwasu będzie odpowiadało [H+] buforu. Stąd:

Dla pH buforu równego 6,59 [H+] kwasu = 10^-6,59

Dla pH buforu równego 7,13 [H+] kwasu = 10^-7,13

Dla pH buforu równego 7,48 [H+] kwasu = 10^-7,48

Dla pH buforu równego 7,77 [H+] kwasu = 10^-7,77

Pojemność buforowa badanego roztworu:

Do obliczenia pojemności buforowej korzystamy ze wzoru:

Gdzie:

c – suma steżeń molowych składników buforu

Ka stała dysocjacji dla pKa buforu równego 7,2

[H₃O⁺] – stężenie jonów hydroniowych obliczone ze wzoru:

Wnioski

• pH 0,1 M roztworu soli Na₂SO₄ po dodaniu niewielkiej ilości mocnego kwasu gwałtownie spada o ok. 4 jednostki. W trakcie dodawania kolejnych ilości HCl pH spada niznacznie.

• pH buforu złożonego z 0,1M roztworu NaHPO₄ oraz KH₂PO₄ o takim samym stężeniu molowym spada powoli w trakcie dodawania mocnego kwasu. Aby pH zmalalo o 1 jednostkę, należy do roztworu dodać ok. 11,4 ml HCl. Po dodaniu tej objetości kwasu można zanotować gwałtowniejszy spadek pH, po czym przy pH ok. 3 krzywa miareczkowania zaczyna zmieniać swoje wartości bardzo nieznacznie.

• pH mocnego kwasu będzie równe pH buforu przy stężeniu równym 10^{-pH buforu}

• Pojemność buforowa roztworu złożonego z 0,1M NaHPO₄ oraz 0,1M KH₂PO₄ wynosi 4,6  • 10^-3.