Nr ćw. 4	Data 11.03.03.09	Dębska Marta	Semestr II	Grupa 4
Wydział Technologii Chemicznej		Prowadząca: Dr M. Pawlak	Ocena:

Temat: Roztwory buforowe

Wstęp teoretyczny:

Roztwory buforowe - nie zmieniają praktycznie odczynu (pH) podczas rozcieńczania lub po dodaniu pewnej ilości mocnej zasady lub mocnego kwasu. Charakteryzują się one określonym stężeniem jonów wodorowych i służą do utrzymania określonego odczynu roztworów. Roztwory buforowe są to najczęściej mieszaniny, składające się z roztworu słabego kwasu i jego soli z mocną zasadą lub roztworu słabej zasady i jej soli z mocnym kwasem.

Pojemność buforowa β - jest warunkowana stałą równowagi głównej reakcji buforowej, oraz stężeniem czynnika słabo dysocjującego. Na przykład jeśli do roztworu bufora złożonego ze słabego kwasu i jego soli, dodamy tyle silnej zasady, że spowoduje ona całkowitą dysocjację słabego kwasu (HA), w reakcji (2) to dalsze dodawanie tej zasady spowoduje już taką zmianę pH jaka by następowała bez obecności bufora. Pojemność buforowa zależy od ogólnego stężenia kwasu i jego soli. Maksymalna pojemność wzrasta wraz z ogólnym stężeniem i nie zależy od mocy kwasu. Pojemność buforowa β, która jest warunkowana stałą równowagi głównej reakcji buforowej, oraz stężeniem czynnika słabo dysocjującego. Pojemność buforowa zdefiniowana jest jako:

Gdzie: Δn - ilość moli dodanego mocnego kwasu lub zasady (w praktyce podaje się dla 1 dm³ bufora, (Δn/V)) ΔpH - zmiana pH wywołana dodaniem tej ilości kwasu lub zasady.

Wzór van Slyke'a pozwala obliczyć pojemność buforową β jako funkcję pH roztworu, dla układu typu: HA + A^- (łącznie z obszarem nadmiaru mocnego kwasu lub nadmiaru mocnej zasady):

gdzie: C = [HA] + [A ⁻ ] - łączne stężenie słabego kwasu i jego soli, K_a - stała dysocjacji kwasu HA

Aparatura laboratoryjna

Opracowanie wyników:

Tabela 2.1

Ilość dodanego kwasu lub zasady [ cm^3]	pH roztworu soli 0,1M NaCl	pH roztworu buforowego 0,1 M NH4Cl i 0,1 M NH3 aq
1	7,17	8,08
2	11	8,36
3	11,28	8,55
4	11,41	8,69
5	11,52	8,82
6	11,62	8,96
7	11,66	9,05
8	11,701	9,16
9	11,76	9,27
10	11,79	9,4
11	11,82	9,53
12	11,84	9,68

Tabela 2.3

Stężenie NH4Cl [mol/dm^3]	0,02	0,04	0,06	0,08
Stężenie NH3 aq [mol/dm^3]	0,08	0,06	0,04	0,02
pH buforu	9,34	9,17	8,80	8,51

Analiza wykresu

1. Po dodaniu 0,26 cm³ NaOH pH roztworu NaCl zmieniło się o 1jednostkę.

2. Po dodaniu 6,2 cm³ NaOH pH roztworu buforowego zmieniło się o 1 jednostkę.

Stężenie mocnego kwasu i zasady odpowiadające pH równemu pH roztworu buforowego

pH = pK_a + log
=9,2

pH = 14 + log C_z

9,2=14+ log C_z

log C_z =-4,8

C_z = 10^-4,8≈ 10^-5

Pojemność buforowa (β):

Aby pojemność roztworu buforowego NH₄Cl i NH₄OH zmieniła się o 1 jednostkę należy dodać ok. 6,2 cm³ NaOH.

Obliczenia: 0,1mol buforu - 30ml buforu β=0,021

• -6,2ml buforu

Odp. Pojemność buforowa wynosi 0,021

Wnioski:

Z przeprowadzonego doświadczenia wynika, że znaczna zmiana pH roztworu soli NaCl następuje po dodaniu 1 ml zasady, po dodaniu kolejnych ml zasady, pH soli nieznacznie się zmieniało. Po dodaniu zasady do roztworu buforowego, pH tego roztworu nieznacznie się zmieniało.

W doświadczeniu 3 zmiana pH zależała od stosunku substancji, które zostały zmieszane.

---