Data wykonania: 9.03.2010r.		Dr inż. Magdalena Frańska
Data oddania: 16.03.2010r.	Ćw. Nr 4; Roztwory buforowe	Ocena:

I. Wstęp teoretyczny:

ROZTWORY BUFOROWE - są to roztwory, których wartość pH po dodaniu mocnych kwasów albo zasad, jak i po rozcieńczeniu wodą, zmienia się nieznacznie. Roztworami buforowymi są najczęściej wodne roztwory słabych kwasów albo zasad i ich odpowiednich soli o zbliżonych stężeniach. Rolę mieszanin buforowych spełniają również roztwory wodorosoli.

Roztwory buforowe charakteryzują się określonym stężeniem jonów wodorowych i służą do utrzymania stałej kwasowości roztworów oraz do jej kontroli.

Cechą charakterystyczną roztworów buforowych jest:

• praktycznie stałe stężenie jonów wodorowych podczas rozcieńczania roztworu

• niewielka zmiana stężenia jonów wodorowych po dodaniu do roztworu niewielkich ilości mocnego kwasu lub mocnej zasady - mniejszych niż stężenie składników buforu (kwasowość roztworu buforowego nie powinna zmienić się więcej niż o jednostkę pH).

POJEMNOŚĆ BUFOROWA (oznaczana symbolem β)

Miarą zdolności roztworu buforowego do przeciwdziałania wpływom zmieniającym jego pH jest zdolność buforowa, wyrażona zwykle liczbą moli mocnego kwasu lub zasady, która wprowadzona do 1 dm3 roztworu buforowego zmienia jego pH o jedność.
Pojemność buforowa jest wprost proporcjonalna do stężenia roztworu buforowego. Optymalne działanie buforujące wykazuje bufor, w którym stężenie kwasu (zasady) jest w przybliżeniu równe stężeniu soli. W takich warunkach bufory są najmniej wrażliwe na dodatek mocnego kwasu lub zasady.

- Δc- ilość mocnej zasady lub mocnego kwasu (w molach na litr),

- ΔpH - obserwowaną przy tym zmianę wartości pH roztworu


II. Przebieg i opracowanie ćwiczenia.

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

Pobrano 30 cm3 roztworu 0,1 M NaCl do zlewki, w której znajdowało się mieszadełko magnetyczne i zmierzono pH. Następnie uruchomiono mieszadło, zanurzono elektrodę i zaczęto dodawać z biurety po 1 cm3 roztworu 0,1 M NaOH notując wskazania pH-metru po każdej porcji dodanego odczynnika. To samo wykonano z próbówką zawierającą 30 cm3 0,1 M CH 3COOH i 0,1 M CH3COONa , zmieszanych w stosunku 1:1

2. Efekt rozcieńczenia:

Roztwór wyjściowy 0,1 M CH 3COOH i 0,1 M CH3COONa rozcieńczono 10x; 100x oraz 1000x. Zmierzono pH roztworu wyjściowego i roztworów rozcieńczonych.

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

Do kolbek miarowych o pojemności 25 cm3 wprowadzono odpowiednio 5, 10, 15, 20 cm3 0,1 M CH3COOH i uzupełniono do kreski 0,1 M roztworem CH3COONa. Po dokładnym wymieszaniu zawartości kolbek zmierzono pH.

Ilość dodanego NaOH [cm^3]	pH
1	9,5
2	10,3
3	10,6
4	10,7
5	10,76
6	10,85

Ad. 1

Miareczkowanie 30 cm³ NaCl mocną zasadą NaOH

Początkowe pH NaCl - 6,5

Ilość dodanego NaOH [cm^3]	pH
1	6,10
2	6,17
3	6,25
4	6,35
5	6,55
6	6,88

Miareczkowanie 30 cm³ buforu CH₃COOH i CH₃COONa mocną zasadą NaOH

Początkowe pH buforu - 6,07

• Aby w roztworze buforowym pH zmieniło jednostkę o 1, należy dodać ok. 8 ml zasady, natomiast aby roztwór NaCl zmienił wartość pH o 1 należy dodać ok. 2,5 ml zasady.

• Obliczam w jakim stosunku należy zmierzyć składniki buforu octanowego w celu uzyskania mieszaniny buforowej o pH = 4,45, gdzie pKa = 4,8
  

Rozcieńczenie	pH 0,1M CH3COOH O,1 MCH3COONa
0x	6,0
10x	6,38
100x	7,28
1000x	7,40








Ad.2




• Obliczam jakim stężeniom mocnego kwasu (zasady) będą odpowiadały wartości pH równe pH roztworów buforowych.
  

Stężenie CH3COONa	0,02	0,04	0,06	0,08
Stężenie CH3COOH	0,08	0,06	0,04	0,02
pH buforu	6,25	6,02	5,71	5,33

Obliczanie dla 5 ml składnika I:





x= 0,0005 mola x=0,02


Obliczanie dla 10 ml składnika I




x=0,001 mola x=0,04




Obliczanie dla 15 ml składnika I




x=0,0015 mola x=0,06


Obliczanie dla 20 ml składnika II




x=0,002 mola x=0,08


• Obliczam pojemność buforową buforu 0,1M CH3COOH 0,1M CH3COONa
  

30 cm³ - 15cm³ _CH3COOH 1 mol _NaOH - 40g
1000cm³ - x 0,1 mol _CH3COOH - x

x= 500 cm³ x= 4g CH₃COOH


1000 cm³ - 4g 40g - 1 mol
500 cm³ - x 2g - x

x=2g NaOH x= 0,05 M CH₃COOH



Pojemność buforowa 0,1 M buforu octanowego wynosi 0,05 M NaOH.



III. Wnioski


Z przeprowadzonego doświadczenia wnioskować możemy, iż wprowadzenie 0,1 M NaOH do roztworu soli NaCl znacznie wpływa na zmianę jego pH. Przeciwnie dzieje się jednak podczas wykonywania tej samej operacji z roztworem buforowym. W tym przypadku zauważa się nieznaczną zmianę pH danego buforu jakim jest CH₃COONa i CH₃COOH. Zmianę pH buforu zauważyć można dopiero przy różnych stężeniach jego składników.
Zaobserwowano wzrost pH podczas rozcieńczania buforu.


---