Grupa 34 Zespół 2	Ćwiczenie nr 7	Data: 29.11.01
Janusz Budzowski Robert Wołoszyn Marek Budziaszek Łukasz Krężel	Temat: Równowagi pH w układach buforowych.	Ocena :

1. Wstęp teoretyczny.

Stała dysocjacji jednozasadowego słabego kwasu RH równa jest:

Jeżeli do roztworu dodamy określoną ilość soli tego kwasu, która ulega całkowitej dysocjacji to spełnione jest równanie:

gdzie:

C_kw - stężenie słabego kwasu,

C_S - stężenie soli.

Korzystając z warunku elektroobojętności r-ru, iloczynu jonowego wody J i powyższego równania można wyprowadzić następujące wyrażenia:

Podstawiając te stężenia do wzoru na stałą dysocjacji i upraszczając otrzymane wyrażenia, gdy C_kw i C_S >> C_H⁺ i C_OH^- otrzymujemy równanie:

2. Zadania do wykonania.

• Wyznaczyć stałą dysocjacji słabego kwasu w roztworze buforowym.

• Wyznaczyć pojemność buforową sporządzonych r-rów.

3. Wykonanie ćwiczenia.

Po przygotowaniu aparatu pomiarowego zgodnie z instrukcją obsługi stanowiska i sporządzeniu 12 roztworów buforowych o składzie zadanym przez prowadzącego, przystępujemy do pomiaru pH. Najpierw mierzymy pH buforu, a następnie po dodaniu 0.5 cm³ HCl o stężeniu 0.1 [mol/dm³].

4. Obliczenia i pomiary.

T = 293 [K]

V_r-ru = 40 [cm³]

C_HCl = 0.1 [mol/dm³]

Nr r-ru	Stos. obj. kwasu / soli		pH r-ru	pH r-ru po dod. HCl	ΔpH	CS / Ckw	K
		CH3COOH						CH3COONa
1	0.5	9.5	6.14	5.95	0.19	19	1.37 ⋅ 10^-5
2	1	9	5.83	5.71	0.12	9	1.33 ⋅ 10^-5
3	2	8	5.43	5.37	0.06	4	1.49 ⋅ 10^-5
4	3	7	5.22	5.17	0.05	2.3	1.41 ⋅ 10^-5
5	4	6	4.99	4.94	0.05	1.5	1.53 ⋅ 10^-5
6	5	5	4.85	4.81	0.04	1	1.41 ⋅ 10^-5
7	6	4	4.70	4.66	0.04	0.667	1.33 ⋅ 10^-5
8	7	3	4.49	4.46	0.03	0.429	1.39 ⋅ 10^-5
9	8	2	4.32	4.25	0.07	0.250	1.20 ⋅ 10^-5
10	9	1	3.99	3.91	0.08	0.111	1.14 ⋅ 10^-5
11	9.5	0.5	3.80	3.62	0.18	0.053	8.34 ⋅ 10^-6
12	9.75	0.25	3.50	3.23	0.27	0.026	8.11 ⋅ 10^-6

K = 1.27 ⋅ 10^-5 [mol/dm³]

• Wykres
  .

• Wykres
  .

Gdzie ΔC_HCl oznacza zmianę stężenia kwasu po dodaniu do r-ru.

C_HCl = 0.1 [mol/dm³]

ΔC_HCl = 1.25 ⋅ 10^-6 [mol/dm³] = const

pH_{wody dest.} = 5.72

pH_{wody dest. po dodaniu HCl} = 3.2

ΔpH = 2.52

Nr r-ru	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Pojemność buforowa	2.63	4.17	8.33	10	10	12.5	12.5	16.7	7.14	6.25	2.78	1.85

5. Wnioski.

Podczas wykonywania ćwiczenia zauważamy, iż dodatek kwasu do buforu powoduje nieznaczne obniżenie pH. Aby dokonać porównania taką samą ilość kwasu dodajemy do próbki wody o identycznej objętości jak badany r-r i obserwujemy znaczny spadek pH. Wielkość charakteryzująca zmianę pH r-ru to pojemność buforowa. Najwyższą jej wartość otrzymujemy kiedy stosunki objętości kwasu do zasady jest porównywalny przy ich jednakowych stężeniach.

---