MIESZANINY WYSTĘPUJĄCE W PRZYRODZIE.

WŁAŚCIWOŚCI BUFOROWE WODY WODOCIĄGOWEJ W PORÓWNANIU Z WODĄ DESTYLOWANĄ.

Do dwóch par zlewek wlewamy:

• wodę destylowaną

• wodę wodociągową

Następnie mierzymy pH w zlewkach. Po dokonaniu pomiarów do zlewek dolewamy HCl i NaOH o stężeniu 0,01mol/dm³. Mieszamy roztwory w zlewkach za pomocą bagietki i dokonujemy pomiaru pH.

Woda	pH wody	pH wody z NaOH	pH wody z HCl	ΔpH	Δβ	Δn
Woda destylowana	4,5	9,8	3,6	-5,4	0,2	0,00009
Woda wodociągowa	6,97	7,85	6,76	-0,88	0,21	0,00057

a) Obliczam pojemność buforową.

β = Δn /ΔpH

β₁ = ^0,0005/_5,4 = 0,00009

β₂ = ^0,0005/_0,2 = 0,00250

β₃ = ^0,0005/_0,88­ = 0,00057

β₄ = ^0,0005/_0,21 = 0,00238

b) Obliczam Δn.

1000cm³ 0,1mol

5cm³ X

X = 0,0005

Po dodaniu do wody destylowanej kwasu (lub zasady) zauważyliśmy znaczący spadek (wzrost) pH roztworu, co przy dodawaniu tych związków do wody wodociągowej nie miało miejsca. Świadczy to o obecności w wodzie wodociągowej różnych soli, które neutralizują działalność kwasu lub zasady.

BADANIE WPŁYWU SKŁADU ROZTWORU BUFOROWEGO NA JEGO POJEMNOŚĆ BUFOROWĄ.

Do sporządzenia roztworów wykorzystujemy kwas octowy i octan sodowy o stężeniu 0,1mol/dm³.Po dokładnym wymieszaniu roztworów mierzymy pH, następnie dodajemy po 5cm³ kwasu solnego o stężeniu 0,1mol/dm³ i ponownie mierzymy pH.

Ck/Cs	Objętość CH3COOH [CM^3]	Objętość CH3COONa [CM^3]	pH	pH po dodaniu 5 cm^3 HCl	Δn HCl	ΔpH	β [mol/m^3]
0,25 0,5 1 2 3 4	8,0 13,3 20,0 26,7 30,0 32,0	32,0 26,7 20,0 13,3 10,0 8,0	5,44 5,05 4,74 4,51 4,34 4,19	4,95 4,70 4,40 4,24 3,91 3,36	0,0125 0,0125 0,0125 0,0125 0,0125 0,0125	0,49 0,35 0,34 0,27 0,43 0,83	0,02551 0,03571 0,03676 0,04630 0,02907 0,01506

Maksymalna pojemność buforu jest wtedy gdy objętość CH₃COOH wynosi 13,3cm³, a objętość CH₃COONa wynosi 26,7cm³.

a) Obliczam Δn.

1000cm³ 0,1mol

5cm³ X

X = 0,0005

Δn = 0,0005 * 25 = 0,0125

b) Obliczam pojemność buforową.

β = Δn /ΔpH

β₁ = ^0,0125/_{0,4 9} = 0,02551 mol/dm³

β₂ = ^0,0125/_0,35 = 0,03571 mol/dm³

β₃ = ^0,0125/_0,34 = 0,03676 mol/dm³

β₄ = ^0,0125/_0,27 = 0,04630 mol/dm³

β₅ = ^0,0125/_0,43 = 0,02907 mol/dm³

β₆ = ^0,0125/_0,83 = 0,01506 mol/dm³

c) ΔpH obliczam ze wzoru

ΔpH = pH – pH _HCl

ΔpH₁=5,44 - 4,95=0,49

ΔpH2=5,05 - 4,70=0,35

ΔpH₃=4,74 - 4,40=0,34

ΔpH₄=4,51 - 2,24=0,27

ΔpH₅=4,34 - 3,91=0,43

ΔpH₆=4,19 - 3,36=0,83

BADANIE WPŁYWU SUMARYCZNEGO STĘŻENIA SKŁADNIKÓW BUFORU NA JEGO POJEMNOŚĆ BUFOROWĄ.

Roztwory buforowe o różnym sumarycznym stężeniu kwasu i soli sporządza się z roztworu kwasu octowego o stężeniu 0,1mol/dm³ i stężeniu soli 0,1mol/dm³.Uzyskuje się różne stężenia poprzez odpowiednie rozcieńczenie wodą destylowaną. Po przygotowaniu roztworów należy je dokładnie wymieszać i zmierzyć pH. Następnie należy dodać do każdego roztworu po 5cm³ roztworu kwasu solnego o stężeniu 0,1mol/dm³ i ponownie zmierzyć pH.

Ck + Cs [mol/dm^3]	Objętość CH3COOH [cm^3]	Objętość CH3COONa [cm^3]	Objętość H2O [cm^3]	pH	pH po dodaniu 5 cm^3 HCl	Δn HCl	ΔpH	β [mol/m^3]
0,025 0,050 0,075 0,100	10 20 30 40	10 20 30 40	60 40 20 0	4,05 4,07 4,11 4,12	3,75 4,04 4,09 4,11	0,0125 0,0125 0,0125 0,0125	0,30 0,03 0,02 0,01	0,04167 0,41660 0,62500 1,25000

Z naszego doświadczenia wynika, że bufor ma największą pojemność, gdy suma stężeń składników buforu będzie równe 0,1.

a) Obliczam Δn.

1000cm³ 0,1mol

5cm³ X

X = 0,0005

Δn = 0,0005 * 25 = 0,0125 mola

b) Obliczam pojemność buforową.

β = Δn /ΔpH

β₁ = ^0,0125/_0,30 = 0,04167

β₂ = ^0,0125/_0,03 = 0,41660

β₃ = ^0,0125/_0,02 = 0,62500

β₄ = ^0,0125/_0,01 = 1,25000

c) ΔpH obliczam ze wzoru

ΔpH = pH – pH _HCl

ΔpH₁= 4,05 – 3,75= 0,30

ΔpH₂= 4,07 – 4,04= 0,03

ΔpH₃= 4,11 – 4,09= 0,02

ΔpH₄= 4,12 – 4,11= 0,01