химический каталог




Аналитическая химия. Химические методы анализа

Автор О.М. Петрухин

аэ = 1.

Доля любой формы, полученной при протолизе НзРО(, зависит от [НзО+] и, следовательно, от рН раствора, а также от соответствующих констант протолнза Кц„ К\„, Ка,- Графическое изображение зависимости а0, oti, к2, «з от рН называют реакции выделяются Н + -иоиы, то они реагируют с основанием, увеличивая тем самым количество сопряженной кислоты. Если же ионы водорода поглощаются в течение реакции, то количество их восполняется за счет диссоциации слабой кислоты.

В качестве примера рассмотрим ацетатную буферную смесь, состоящую из слабой уксусной кислоты и сопряженного основания (СНзСООН + CrbCOONa):

j СНзСООН ч=±. H+-f-CH3COO-| CHsCOONa *=fc Na++CH3COCr

Добавление к буферному раствору щелочи приведет к связыванию Н + -ионов и ионизации новых порций молекул уксусной кислоты, что восстановит состояние исходной буферной системы. Добавление кислоты приведет к связыванию ацетат-ионов, полученных в результате ионизации соли в молекулу слабого электролита — уксусную кислоту.

Можно привести еще несколько примеров буферных растворов: NHИспользуя принципы электронейтральности и материаль-

ного баланса, выведем формулу для расчета |Н+] буферного

раствора. В случае смеси слабой кислоты НАп и ее соли KtAn

(соответственно с концентрациями СНАи С„,ль) система описы-

вается следующими уравнениями с пятью неизвестными:

[Н+ПАп-1=КА[НАп], (2.16)

распределительной диаграммой Н3РО„ (рис. 2.1). Распределительная диаграмма показывает, что при любом значении рН существуют практически только две формы, а содержание остальных незначительно.

2.2.2. Буферные растворы

Очень часто для успешного проведения реакций, в процессе которых выделяются или потребляются ионы Н + , необходимо не только создать нужное значение рН реакционной среды, но и поддерживать его постоянным в течение реакции. Это достигается, если реакцию проводить в буферных растворах — относительно концентрированном растворе слабой кислоты и сопряженного с ней основания. Если в результате

(2.17) (2.18)

(2.19) (2.20)

где КА — константа диссоциации кислоты; /CHj0 — ионное произведение воды.

Подставляя уравнение (2.20) в (2.18) и суммируя результат с уравнением (2.19), получаем:

[Н+1 + [НАп1=СИАп+[ОН-]. (2.21)

Формула для расчета рН буферного раствора получается,

если допустить, что величины |Н + ] и |OH~J малы по срав-

нению с СНА„ и Ссап- Тогда из уравнения (2.21) и (2.19) имеем:

[Ап-]=С,М». (2.22)

[НАп]=СНДл. (2.23)

26

Подстановка условий (2.22) и (2.23) в уравнение (2.16)

дает:

[Н + ]=/СдСНДп/Сс„ь. (2.24)

Уравнение (2.24) не выполняется в тех случаях, когда кислота является либо слишком сильной (нельзя пренебречь [Н+]), либо слишком слабой (нельзя пренебречь [ОН-]).

Буферные растворы, применяемые на практике, должны отвечать условиям, при которых выполняется уравнение (2.24). Буферную систему, как правило, выбирают так, чтобы концентрации сопряженных кислот и основания были равны, т. е. рН«р/(д.

Выражение для расчета рН смеси слабого основания ВОН и его соли ВА можно вывести таким же образом, если учесть, что равновесные концентрации [Н + ] и [ОН-], получающиеся при диссоциации воды, малы по сравнению с концентрациями солн и основания:

[ОН-]=/СвСвон/С„,.; [Н + ] (АвСвон). <2-25)

Наглядным примером использования буферных растворов в анализе служит реакция обнаружения или определения ионов Mg2+. В присутствии Н3.РО4 ионы Mg2+ будут находиться в растворе, но по мере изменения (уменьшения) концентрации ионов НзО+ начнут выпадать аморфные трудно идентифицируемые осадки — соединения магния разного состава: MgHPO<, Mg3(P04b, Mg(OH)2. С помощью буферного раствора (водный раствор аммиака + N^01, рН = 9) создают такую среду, что ионы магния в присутствии фосфат-ионов образуют кристаллический осадок определенного состава MgNH4P04.

Следует отметить два характерных свойства буферных растворов. Во-первых, рН буферного раствора остается практически постоянным в результате добавления к буферному раствору умеренных количеств сильной кислоты или щелочи. Во-вторых, рН буферных растворов не меняется при разбавлении водой.

Для описания свойств буферных растворов важны следующие характеристики.

1. Уровень рН — значение рН, вблизи которого рН остается относительно постоянным; уровень рН, очевидно, определяется р/(д слабой кислоты, или р/(в слабого основания, входящих в буферную систему. Так, ацетатный буферный раствор поддерживает постоянным рН вблизи значения Р^сн.соон. равного 4,74.

2. Область буферировання, т. е. интервала рН, в котором рН остается постоянным. Область буферировання рН зависит от соотношения концентраций слабой кислоты и сопряжен-

28 ного основания. Обычно буферные растворы готовят так, чтобы соотношение кислоты и основания менялось от 10 до 90% содержания одног

страница 11
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150

Скачать книгу "Аналитическая химия. Химические методы анализа" (1.98Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
пункт проката ноутбука
Фирма Ренессанс лестница для дома на второй этаж - оперативно, надежно и доступно!
кресло престиж гольф
Компьютерная техника в КНС Нева - купить планшет андроид - отправка товаров из Санкт-Петербурга во все населенные пункты северо-запада России.

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(11.12.2016)