Цель работы. Научиться готовить буферные растворы и исследовать зависимость рН буферного раствора от соотношения концентраций компонентов буферной системы, разбавления и добавления сильных протолитов.
Задание: Приготовить несколько растворов, содержащих ацетатный буфер. Установить зависимость рН этих растворов от соотношения концентраций компонентов. Выяснить влияние добавления небольших количеств сильных протолитов на значение рН буферного раствора.
Оборудование и реактивы. Набор пробирок в штативе; бюретки вместимостью 25 мл; воронки диаметром 30 мм; пипетки вместимостью 1 мл; стеклянные палочки; капельницы с растворами; пипетки глазные.
Соляная кислота; растворы уксусной кислоты, гидроксида натрия, ацетата натрия (все по 0,1 моль/л); хлорида натрия 0,9%, раствор лакмоида в этаноле.
Сущность работы: Для расчета рН ацетатной буферной системы используют уравнение:
 |
Анализ приведенного уравнения позволяет сделать следующие выводы: рН буферных растворов зависит от константы диссоциации сопряженной кислоты, от соотношения концентраций (количеств веществ) компонентов кислотно-основной пары, практически не зависит от разбавления раствора водой.
При введении в буферный раствор небольшого количества (X моль) сильной кислоты рН получившегося буферного раствора можно рассчитать следующим образом:
 |
где n – количество вещества компонента буфера, моль.
При введении в буферный раствор небольшого количества (Y моль) сильного основания, рН буферного раствора можно рассчитать по формуле:
 |
Выполнение эксперимента:
Опыт 1. Приготовление буферных растворов с различным значением рН.
Экспериментальные данные
| Пробирка с исходным буферным раствором | №1 | №2 | №3 |
| с(NaCH3COO): с(CH3COOH) | |||
| Цвет буферного раствора после добавления лакмоида | |||
| рН исходного буферного раствора | |||
| Пробирка с разбавленным буферным раствором | №4 | №5 | №6 |
| с(NaCH3COO): с(CH3COOH) | |||
| Цвет разбавленного буферного раствора после добавления лакмоида | |||
| рН разбавленного буферного раствора |
Справочные данные: рКа(CH3COOH) = ________________
Расчет рН
* В выводе определяют зависимость рН буферного раствора от соотношения концентраций компонентов и от разбавления. Приводят объяснения.
Вывод:
Опыт 2. Влияние добавления небольших количеств сильных кислот и оснований на рН буферного раствора.
Экспериментальные данные
| № раствора | Объект изучения | Окраска раствора после добавления лакмоида | + 5 капель HCl, с =0,1 моль/л. | +5 капель NaOH, с =0,1 моль/л. |
| Буферный раствор 1:1 | ------ | |||
| Буферный раствор 1:1 | ----- | |||
| Физиологический раствор | ------ | |||
| Физиологический раствор | ------ |
* В выводе кратко формулируют механизм буферного действия.
Вывод:
Дата __________ Занятие _________
