nr cwicz. 3	data	Krzysztof Pittner	Wydzial Technologii chemicznej	Semestr II	grupa IPC
			przygotowanie	wykonanie	ocena ostatecz.

Roztwory buforowe

Roztwory buforowe są to mieszaniny słabych kwasów i soli tych kwasów z silnymi zasadami lub słabych zasad i soli tych zasad z silnymi kwasami. Cechą charakterystyczna roztworów buforowych jest to, że dodanie do nich nawet stężonych kwasów lub zasad nie znacznie zmienia pH. Dlatego też używamy ich gdy zależy nam na utrzymaniu stałego pH.

O pH roztworu buforowego decyduje rodzaj substancji użytej do jego sporządzenia np. pH buforu octanowego o stężeniu 0,1M
i 0,1M
wynosi 4,5 i wyraża się wzorem:
gdzie
to stężenie soli a
to stężenie kwasu lub zasady.

Roztwory buforowe charakteryzują się również wielkością zwaną pojemnością buforową.

Pojemność buforowa wyraża się wzorem

gdzie
to ilość substancji dodanej do roztworu (w molach) a
to zmiana pH ,która nastąpiła po dodaniu związku.

Gdy w roztworze buforowym pH zawiera się w granicach ok. 3- 11 a stężenie> 0,1M to wzór na pojemność przyjmuje postać
.

Pojemność buforowa przyjmuje największą wartość gdy pKa=pH i wzór ma wówczas postać:

Obliczenia i wyniki pomiarów

Bufor octanowy		Sól
Ilośc dodanej zasady [ml]	pH	Ilośc dodanej zasady [ml]	pH
0	4,78	0	6,94
1	4,87	0,2	10,19
2	4,97	0,4	10,56
3	5,06	0,6	10,84
4	5,17	0,8	10,92
5	5,33	1	11,02
6	5,49	1,2	11,11
7	5,79	1,4	11,18
8	6,55	1,6	11,23
9	10,38	1,8	11,27
10	11,01	2	11,32
11	11,26	2,2	11,35
12	11,41	2,4	11,39
13	11,5	3	11,48
14	11,57	4	11,57
15	11,64	5	11,66
16	11,69	6	11,71
17	11,73	7	11,76
18	11,77	8	11,81
19	11,79	10	11,87
20	11,81	12	11,92
21	11,84	14	11,95
22	11,86	25	12,02
23	11,88
24	11,9
25	11,93
26	11,94

Aby pH buforu zmieniło się o 1 należy dodać 7 ml 0,1M NaOH, z żeby zmienić pH soli NaCl o 1 należy dodać 0,02 ml 0,1M NaOH

2. Obliczyć w jakim stosunku należy zmieszać składniki buforu octanowego w celu otrzymania mieszaniny buforowej o pH = 4,45

Składniki bufora należy zmieszać w stosunku

Tablica 2.3

Stężenie I składnika buforu [mol/dm^3]	0,02	0,04	0,06	0,08
Stężenie II składnika buforu [mol/dm^3]	0,08	0,06	0,04	0,02
pH buforu	4,19	4,09	4,9	5,4
pH teoretyczne	4,2	4,62	4,98	5,4

Składnik I-

składnik II-

obliczenia dla 5ml składnika I

x=0,0005

x=0,02

obliczenia dla 10 ml składnika I

x=0,001

x=0,04

obliczenia dla 15 ml składnika I

x=0,0015

x=0,06

Do obliczenia pH teoretycznego używam wzoru:
gdzie pka=4,8.

1.
w analogiczny sposób można wyliczyć pH w pozostałych przypadkach. Wyniki zostały zamieszczone w tabeli powyżej.

Obliczyć pojemność buforową badanego roztworu

Z zamieszczonego powyżej wykresu możemy obliczyć, że do zmiany pH 25
buforu octanowego potrzeba 7 ml 0,1 molowego NaOH. Korzystając z definicji pojemności buforowej jako ilości dodanej zasady lub kwas (w molach) wywołującej zmiane pH 1
buforu o 1 możemy obliczyć pojemność buforową.

Aby zmienić pH 1 litra buforu octanowego o 1 należy dodać do roztworu 0,028 mola NaOH

wnioski: W toku pierwszej części zadania widać ze pH roztworów buforowych podczas dodawania 0,1M NaOH faktycznie zmienia się w nie wielkim stopniu w przeciwieństwie do soli NaCl, której pH zmienia się bardzo gwałtownie, jest to zgodne z założeniami teorytycznymi. W wyniku obliczeń dokonanych w zadaniu 2 możemy zobaczyć w jaki sposób po przez mieszanie składników bufora w odpowiednich proporcjach możemy ustalać żądane przez nas pH roztworu.

obliczenia dla 15 ml składnika I

x=0,0015

x=0,06

Obliczenia dla 20 ml składnika I

x=0,002

x=0,08

---