Буферные растворы и их количественные характеристики. Примеры использования буферных растворов в качественном анализе

Буферные растворы и их количественные характеристики. Примеры использования буферных растворов в качественном анализе.

Ответ:

Буферными растворами называются растворы, сохраняющие неизменными значения рН при разбавлении или добавлении небольшого количества сильной кислоты или основания. Протолитические буферные растворы представляют смеси электролитов, содержащие одноимённые ионы. Различают в основном протолитические буферные растворы двух типов: – Кислотные т.е. состоящие из слабой кислоты и избытка сопряженного с ней основания (соли, образованной сильным основанием и анионом этой кислоты). Например:  Основные, т.е. состоящие из слабого основания и избытка сопряженной с ним кислоты (т.е. соли, образованной сильной кислотой и катионом этого основания). Например: – аммиачный буфер.  Уравнение буферной системы рассчитывается по формуле ГендерсонаГассельбаха:  кислоты соли основания соли  молярная или эквивалентная концентрация электролита  Для количественной характеристики буфера вводится понятие буферной ёмкости. Буферная ёмкость – это способность буферной системы противодействовать изменению рН среды. 8 Интервал значений, выше и ниже которого буферное действие прекращается, называется зоной буферного действия. Она равна  Буферная ёмкость (В) выражается количеством моль-эквивалентов сильной кислоты или щелочи, которое следует добавить к одному литру буфера, чтобы сместить рН на единицу.  В – буферная ёмкость, – количество моль-эквивалента сильной кислоты или щелочи,  – начальное значение рН ( до добавления кислоты или щелочи)  конечное значение рН (после добавления кислоты или щелочи)  – изменение рН. На практике буферная ёмкость рассчитывается по формуле:  – объём кислоты или щелочи,– эквивалентная концентрация кислоты или щелочи, Vбуф.- объём буферного раствора,  – изменение рН. Буферная ёмкость зависит от концентрации электролитов и соотношения компонентов буфера. Наибольшей буферной ёмкостью обладают растворы с большей концентрацией компонентов и соотношением компонентов, равным единице. Буферные растворы широко применяют в химическом анализе в тех случаях, когда по условиям опыта химическая реакция должна протекать при соблюдении точного значения рН, не меняющегося при разбавлении раствора или при добавлении к нему других реагентов. Например, при проведении 9 реакций окисления-восстановления, при осаждении сульфидов, гидроокисей, карбонатов, хроматов, фосфатов и др. Приведем некоторые случаи использования их в целях анализа. Ацетатный буферный раствор применяют при осаждении осадков, не осаждаемых в кислых или щелочных растворах. Вредное влияние кислот подавляет ацетат натрия, который вступает в реакцию с сильной кислотой. Например: Вредное влияние оснований подавляет уксусная кислота, которая вступает в реакцию с сильным основанием: Например, -ионы образуют с хромат-ионами в уксуснокислой среде в присутствии -ионов осадок, при этом  остаются в растворе. Для достижения полноты осаждения добавляют к исследуемому раствору ацетатную буферную смесь, оказывающую буферное действие в отношении сильных кислот и сильных оснований. Уравнение реакции обнаружения ионов С повышением концентрации ионов водорода равновесие реакции смещается в сторону обратной реакции, поэтому полному связыванию ионов бария мешает большая концентрация ионов водорода, увеличивающаяся по мере связывания. В присутствии ацетата натрия происходит количественное осаждение бихроматом калия. Для того, чтобы достигнуть полноты осаждения, необходимо уменьшить концентрацию ионов водорода. Для этого добавляют раствор ацетата натрия, который связывает ионы водорода, образуя молекулы слабодиссоциирующей уксусной кислоты:  результате образуется буферная смесь, состоящая из уксусной кислоты и ее натриевой соли