Судың иондық өнімі. Сутектік көрсеткіш. Буферлі ерітінділер

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 3 бет
Таңдаулыға:

Сабақтың тақырыбы: Судың иондық өнімі. Сутектік көрсеткіш. Буферлі ерітінділер. Буферлік ерітінділердің тепе-теңдігі.

Сабақтың оқу мақсаты: Буферлік ерітінділерді анықтап білу.

Еріткіште ерітілтен заттардың протонды беріп, немесе қосып алуын сипаттау үшін протолиттік ілімде қышқылдық және негіздік константа шамаларын енгіздік. Аталған қасиетке ие еріткіштер де осы шама мәніне қарай күшті және әлсіз протолиттер деп сипатталды да, протон беріп не қосып алмайтындары - апротонды еріткіштер - деп аталады.

Енді өзімізге кең танымал су және осы суда ерітілген әлсіз қышқыл немесе негізді өзінің тұзының қатысында қышқылды - негіздік қасиеттері қалай өзгеретініне тоқталалық.

Әлсіз қышқыл мен оның өзінің аттас иондас тұзы немесе әлсіз негізбен оның аттас иондас тұзының жұптары буферлі ерітінділер деп аталады.

Мысалы:CH ₃ COOH+:CH ₃ COONa; NH ₄ Cl+NH ₄ OH және т. б.

Буферлі ерітінділердің қасиеті - сұйылту барысында немесе шамалап қышқыл - негіздер қосылғанда, олардың сутектік көрсеткіші өзгермей тұрақты болып келеді.

Әлсіз қышқыл және оның түзынан түратын буферлі ерітінділер

Буферлі ерітінділерде сутектік көрсеткіш мәнінің сұйылтқанда немесе қышқыл, негіз қосылғанда тұрақты болып келуі, сол қарастырып отырған жүйеде орнаған қышқылды - негіздік тепе-тендіктің ығысып, сутек иондарының концентрациясын тұрақты етіп тұруынан туындайды.

Мысалы, сірке қышқылымен оның тұзы натрий ацетатының буферлі қоспасына аздаған күшті тұз қышқылын қосалық. Осы арада, тұз қышқылы, буферлі ерітіндідегі орнаған төмендегі тепе-теңдікті ығыстырады:

Ле-Шателье шарты бойынша қосылған тұз қышқылының сутек иондары ацетат иондарымен қосылып, сірке қышқылының тузілу жағына тепе-теңдікті ығыстырады, яғни өзгеріс мына бағытта орын алады:

Ал, хлор иондары натрий иондарымен байланысады, яғни:

Осы буферлі ерітіндіге негіз қосылған жағдайда, сілтінін ОН ^- - иондары қышқылмен әрекеттесіп су түзеді, яғни әлсіз қышқылдың тепе-теңдігі диссоциациялану бағытына қарай ығысады:

Қарастырьш отырған мысалымыздан байқағанымыз: буферлі ерітінділерге қосылған қышқыл, сілтінің сутектік көрсеткішті бірден өзгертіп жібермеуі - аз диссоциацияланатын заттың түзіліп, тепе-теңдік ығысумен түсіндіріледі.

Енді, осы сірке қышқылының ионга ыдырауының тепе-теңдік константа өрнегінен, сутектік көрсеткішті анықталық. Ол үшін төмендегідей теңдіктер жазамыз:

Сірке қышқылы әлсіз электролит болғандықтан оның концентрациясын C _қышқ =[CH ₃ COOH] деп қабылдаймыз. Қышқылмен аттас тұз ионы - ацетат ионның концентрациясы тұз ерітіндісінің концентрациясына тең, яғни C _тұз =[CH ₃ COO ^- ] . Демек, буферлі ерітінді бойындағы сутек концентрациясы үшін мына тендік орынды:

Мұндағы индекстегі "А" - асіd - қышқыл дегенді білдіреді.

Өзімізге таныс сутектік көрсеткіш түріне келтіріп жазалық:

Мысалы, 50 мл 0, 1 молярлы сірке қышқылы және 50 мл 0, 1 молярлы натрий ацетатынан қосып алынған 0, 1 молярлы 100 мл буферлі ерітіндіге 1 мл 0, 1 молярлы тұз қышқылы қосылсын. Осы жүйенің сутектік көрсеткіші қалай өзгеретіндігін есептелік.

Шешімі: Буферлі ерітіндінің сутектік көрсеткішін анықтаймыз:

0, 1 молярлы тұз қышқылының ерітіндісінде сутек иондарының концентрациясы [Н ⁺ ] = 0, 1 моль/л; рН=1.

Есеп шарты бойынша 1 мл қышқыл қосылғандықтан реакция нәтижесінде жүйеде 51 мл қышқыл 49 мл натрий ацетатының ерітіндісі бар деп тұжырымдаймыз. Ерітінді көлемдерін олардың концентрацияларына пропорционал деп қабылдай отырьш, есептеу жүргіземіз.

Сутектік көрсеткіш 4, 74 - тен 4, 72 - ге ғана өзгерді. Ал енді, дәл осындай 50 мл суға 1 мл 0, 1 молярлы тұз қышқылын қосып көрелікші. Таза судың сутектік көрсеткіші рН=7. 1мл 0, 1 молярлы қышқыл 50 мл суға қосылғандықтан, оның концентрациясы елу есе төмендейді, яғни:

Бұл қышқылдың сутектік көрсеткіші: