9_Ravnotezje_Dodatno gardivo
Transcription
9_Ravnotezje_Dodatno gardivo
Disociacijske konstante nekaterih kislin v vodi (25 ºC) : pKa Disociacijske konstante nekaterih baz v vodi (25 ºC) : Kislina Ka Baza Kb pKb CH3COOH C3H6O3 1,76 10–5 1,4 x 10-4 4,75 3,85 NH3 1,77 10–5 4,75 HF 5,62 10–4 3,25 C2H5NH2 5,62 10–4 3,25 HClO 3,72 10–8 7,43 B(OH)3.H2O 7,3 x 10-10 9,14 (C2H5 )2NH 9,55 10–4 3,02 H2SO4 103 –3 HSO4- 1,2 10–2 1,92 C6H5NH2 3,80 10–10 9,42 HClO4 109 –9 HNO3 20 –1,3 3 Pufri in njihovo delovanje Puferske raztopine vsebujejo substance, ki omogočajo da se pri dodatku kisline ali baze, pH raztopine neznatno spremeni. Pufri so: Mešanica šibke kisline in njene konjugirane baze npr. ocetna kislina/natrijev acetat Mešanica šibke baze in njene konjugirane kisline npr. amoniak/amonijev klorid Kadar govorimo o 0,2M acetatnem pufru, pomeni to da imamo v 1L vodne raztopine pufra: 0,1mol ocetne kisline in 0,1 mol natrijevega acetata. Kaj se zgodi, ko dodamo H3O+ oz. OH- ione? 4 Ko dodamo H3O+, prevzame acetat protone in tvori nedisociirano ocetno kislino. H3O+ + CH3COO- CH3COOH + H2O (1) Ko dodamo OH- ione, odvzamejo le ti ocetni kislini protone, tvorijo pa se acetatni ioni: OH- + CH3COOH CH3COO- + H2O (2) V obeh primerih nastane nevtralna voda, ki je že prisotna v raztopini. Povišanje koncentracije ene ali druge vrste ionov ne vpliva bistveno na pH! To kar velja za acetatni pufer lahko razširimo na vse puferske raztopine. 5 6 Kapaciteta pufra *Kaj se zgodi pri razredčevanju pufrov? *Če razredčimo 0,2 M acetatni pufer (pH=4,8) za 10x, dobimo 0,02M pufer. Razmerje koncentracij A- in HA v H.H. enačbi ostane enako. Torej se pH puferske raztopine z razredčenjem ne spremeni! (pH=4,8) *Sedaj dodamo 1L 0,2M oz 1L 0,02M pufra, vsakemu po 10mL 1M HCl: H3O+ + CH3COO- CH3COOH + H2O A-= CH3COO- = 0,1mol – 0,01mol= 0,09mol HA = CH3COOH = 0,1mol + 0,01mol= 0,11mol Za 0,2M pufer velja: pH= pKk + log CH3COO- / CH3COOH = 4,8 + log 0,09/0,11= 4,713 7 Za 0,02M pufer velja: A-= CH3COO- = 0,01mol – 0,01mol; pomeni, da se ves acetat pretvori v ocetno kislino; CH3COOH = 0,01mol + 0,01mol=0,02 mol H3O+ = (Kaca )1/2 = ((10-4,8).0,02)1/2; pH= 3,25 Enaki volumni različno koncentriranih pufrov se razlikujejo v kapaciteti! 8 Kapaciteta pufra Je tista količina kisline oz. baze, ki se porabi, da se pH 1L puferske raztopine spremeni za 1 enoto na pH skali. Optimalni pH in pufersko območje Kadar imajo konjugirane baze A- (npr. acetat) in kisline HA (npr. ocetna) enako koncentracijo, je njihovo razmerje enako 1. A-= HA Logaritemski del v enačbi odpade; elja pH= pKa=4,8. Takrat je pufer je optimalen. Takrat je puferska kapaciteta pri dodatku kisline ali baze enaka. 9 Kadar razmerje ni enako 1, šele desetkratno povečanje ene ali druge komponente v sistemu privede do spremembe pH za eno enoto. pH= pKa 1 V praksi to pomeni, da moramo vedeti, kateri pH želimo konstanten. Iz tabel izberemo tisti pKa puferskega para, ki je najbližji željenemu pH-ju. 10