Буферные растворы

Август 8, 2022

Главная
Химия
Буферные растворы

Содержание

2. Расчет рН растворов электролитов проводится по следующим (упрощенным) формулам: сильных одноосновных кислот pH = – lgC
3. Буферные растворы (смеси) - это растворы, рН которых мало изменяется при добавления небольших количеств сильной кислоты
4. Роль буферных систем в живых организмах В процессе метаболизма в нашем организме выделяется много кислот –
5. Виды буферных смесей : слабая кислота и ее соль, слабое основание и его соль, кислая и
6. 1. Ацетатный буфер: 3. Фосфатный буфер: 2. Бикарбонатный буфер: Аммиачный буфер: Классификация: а) кислотные б) основные
7. 16.03.2020 + Н+ белок-соль белок-кислота относят к кислотным буферным системам Растворы амфолитов (аминокислот, белков) также проявляют
8. Причина возникновения в растворах нового качества – буферного действия – заключается в совмещении протолитических равновесий (в
9. Например, ацетатная буферная система состоит из СН3СООН и СН3СООNa. В результате полной диссоциации соли в растворе
10. Если к раствору добавить сильное основание, то гидроксид-ионы будут нейтрализоваться слабой кислотой с образованием молекул воды:
11. Или этот процесс можно представить схематично. В ацетатном буферном растворе устанавливается равновесие: СH3COOH ↔ H+ +
12. Буферная смесь поддерживает рН постоянным только при условии, что количество прибавляемых к раствору сильной кислоты или
13. Буферная емкость по отношению к кислоте (Вкисл.) определяется концентрацией (количеством эквивалентов) компонента с основными свойствами; буферная
14. Буферная емкость раствора тем больше, чем выше концентрации компонентов буферной смеси. 1 М буферные смеси поддерживают
15. Буферные растворы можно приготовить двумя способами: Частичной нейтрализацией слабого электролита сильным электролитом: СН3СООН(избыток) + NaOH; NaOH(избыток)
16. для кислотных буферных растворов: 16.03.2020 Расчет рН буферных растворов производят по уравнению Гендерсона-Гассельбаха
17. где – показатель константы диссоциации кислоты , [соли] и [кислоты] – молярные равновесные концентрации соли и
18. для основных буферных растворов: 16.03.2020
19. где – показатель константы диссоциации основания , [соли] и [осн] – молярные равновесные концентрации соли и
20. 16.03.2020 Буферные растворы, состоящие из двух солей, одна из которых (более кислая) выполняет роль сопряженной кислоты,
21. Уравнение нельзя применять : если концентрации компонентов отличаются более чем в 100 раз; если кислота (основание)
22. Влияние разбавления на рН буферного раствора (незначительно) ацетатный буферный раствор При разбавлении буферных растворов концентрации всех
23. 16.03.2020
24. Зона буферного действия
25. Приготовление буферных растворов с заданным значением рН Задача. Приготовить раствор с рН = 7,36. Необходимо изменить
26. Рассчитаем, во сколько раз концентрация соли должна быть больше:
27. Буферные системы крови Из кишечника и тканей в кровь при обмене веществ постоянно поступают различные кислоты:
28. ЗАДАЧИ
29. Задача 1. Определить рН раствора, получившегося в результате смешения равных объемов растворов 0,12 М СН3СООН и
31. Скачать презентацию

Слайд 2

Расчет рН растворов электролитов проводится по следующим (упрощенным) формулам:
сильных одноосновных кислот
pH

= – lgC кислоты (1)
слабых кислот (одноосновных или по 1-й ступени)
pH = 1/2pK кислоты – 1/2 lgC кислоты (2)
сильных однокислотных оснований
pH = 14 + lgC основания (3)
слабых оснований (однокислотных или по 1-й ступени)
pH = 14 – 1/2pKоснования + 1/2 lgC основания (4)
солей слабых кислот
pH = 7 + 1/2pKкислоты + 1/2 lgC соли (5)
солей слабых оснований
pH = 7 – 1/2 pK основания – 1/2 lgC соли (6)

Слайд 3

Буферные растворы (смеси) - это растворы, рН которых мало изменяется при

добавления небольших количеств сильной кислоты или щелочи и почти не зависит от разбавления
Буферные растворы применяют в химическом анализе в том случае, когда по условиям опыта химическая реакция должна протекать при соблюдении точного значения рН, не меняющейся при разбавлении раствора или при добавлении к нему других реагентов.

Слайд 4

Роль буферных систем в живых организмах
В процессе метаболизма в нашем организме

выделяется много кислот – соляная, пировиноградная, молочная. Но в организме строго сохраняется рН. Постоянство рН биологических сред поддерживается с помощью различных механизмов. Поддержание на заданном уровне кислотно-основного равновесия обеспечивается на молекулярном уровне действием буферных систем.

Слайд 5

Виды буферных смесей :
слабая кислота и ее соль,
слабое основание

и его соль,
кислая и средняя соль;
две кислые соли.

Слайд 6

1. Ацетатный буфер:
3. Фосфатный буфер:
2. Бикарбонатный буфер:
Аммиачный буфер:
Классификация:
а) кислотные
б) основные

Слайд 7

16.03.2020
+ Н+
белок-соль
белок-кислота
относят к кислотным буферным системам
Растворы амфолитов (аминокислот, белков) также проявляют

буферное действие, при добавлении некоторого количества кислоты или щелочи:

Слайд 8

Причина возникновения в растворах нового качества – буферного действия – заключается

в совмещении протолитических равновесий (в соответствии с протолитической теорией кислот и оснгований Брендстеда-Лоури):
В(основание) + Н+ ⇄ НВ+ (сопр. кислота)
НА(кислота) ⇄ Н+ + А- (сопр. основание)
Сопряженные кислотно-основные пары НВ+/В и
НА/А- называют буферными системами.

Слайд 9

Например, ацетатная буферная система состоит из
СН3СООН и СН3СООNa.
В результате полной

диссоциации соли в растворе находится большое количество анионов СН3СОО-, которые практически полностью подавляют диссоциацию слабой кислоты:
СН3СООNa = СН3 СОО- + Na+
В результате в системе устанавливается химическое равновесие между сопряженной кислотой СН3СООН и сопряженным основанием СН3 СОО, которому соответствует определенная концентрация ионов водорода Н+ в данной буферной системе с соответствующим значение рН среды:
СН3СООН = СН3 СОО- +Н+
Если к такому раствору добавить сильную кислоту, то ионы водорода будут соединяться с анионами СН3СОО- с образованием слабо диссоциирующих молекул СН3СООН (слабой кислоты) и реакция среды почти не изменится.
СН3СОО- + Н+ = СН3СООН
Или
СН3СООН
СН3СООNa + НС1= NaС1 + СН3СООН

Механизм поддержания рН буферными растворами

Слайд 10

Если к раствору добавить сильное основание, то гидроксид-ионы будут нейтрализоваться слабой

кислотой с образованием молекул воды:
СН3СООН + ОН- = Н2О + СН3СОО-
или
СН3СООН + NaОН = Н2О + СН3СООNa
Добавляемая щелочь заменяется эквивалентным количеством соли, которая влияет на реакцию среды в меньшей степени, чем NaОН. Образование небольшого количества воды также не влияет на реакцию среды. Пошедшие на реакцию с гидроксид-ионами ОН- ионы водорода Н+ пополняются за счёт смещения равновесия реакции диссоциации СН3СООН вправо:
СН3СООН → СН3 СОО- +Н+
В результате рН раствора почти не изменяется.

Слайд 11

Или этот процесс можно представить схематично.
В ацетатном буферном растворе устанавливается равновесие:
СH3COOH

↔ H+ + СH3COO-
Можно схематически представить, что буферная способность данной системы обусловлена наличием двух больших резервуаров, в одном из которых находится кислота СH3COOH, а в другом — основание СH3COO- :

Когда в буферный раствор приливают небольшое количество сильного основания (ОН–), из левого резервуара поступает кислота, нейтрализуя добавленное основание. Правый резервуар срабатывает при добавлении кислот (Н+).

Слайд 12

Буферная смесь поддерживает рН постоянным только при условии, что количество прибавляемых

к раствору сильной кислоты или щелочи не превышает определенной величины. Предел, в котором проявляется буферное действие, называется буферной емкостью

Буферная ёмкость выражает количество молей эквивалента сильной кислоты или щелочи, которое следует добавить к одному литру буферного раствора, чтобы сместить его рН на единицу.

После этого раствор практически утрачивает буферное действие. Дальнейшее добавление сильной кислоты или щелочи вызывает резкое изменение рН раствора.

где Vэл – объем электролита (добавленных кислоты или щелочи), л.;
Сэл.– молярная концентрации эквивалента электролита (кислоты или щелочи);
Vбуф - объем исходного буферного раствора, л.;
∆рН – изменение рН буферного раствора до и после добавления кислоты или щелочи (по модулю).

Слайд 13

Буферная емкость по отношению к кислоте (Вкисл.)
определяется концентрацией (количеством эквивалентов) компонента

с основными свойствами;
буферная емкость по отношению к основанию (Восн.) определяется концентрацией (количеством
эквивалентов) компонента с кислотными свойствами в буферном растворе.

Слайд 14

Буферная емкость раствора тем больше, чем выше концентрации компонентов буферной смеси.

1 М буферные смеси поддерживают постоянство рН лучше, чем 0,1 М.

Буферная ёмкость зависит от:
Абсолютных концентраций компонентов

От соотношения компонентов и максимальна при соотношении 1 /1

Слайд 15

Буферные растворы можно приготовить двумя
способами:
Частичной нейтрализацией слабого электролита сильным электролитом:
СН3СООН(избыток) +

NaOH;
NaOH(избыток) + HCl
2. Смешиванием растворов слабых электролитов с их солями (или двух солей):
СН3СООН и СН3СООNa;
NH3 и NH4Cl; NаН2РО4 и Nа2НРО4

Слайд 16

для кислотных буферных растворов:
16.03.2020
Расчет рН буферных растворов
производят по уравнению
Гендерсона-Гассельбаха

Слайд 17

где – показатель константы диссоциации кислоты ,
[соли] и [кислоты] – молярные

равновесные концентрации соли и кислоты соответственно,
Ссоли, Скислоты, Vсоли, Vкислоты – концентрации и объемы соли и кислоты, взятых для приготовления буферного раствора

16.03.2020

Слайд 18

для основных буферных растворов:
16.03.2020

Слайд 19

где – показатель константы диссоциации основания ,
[соли] и [осн] – молярные

равновесные концентрации соли и основания соответственно,
Ссоли, Сосн, Vсоли, Vосн – концентрации и объемы соли и основания, взятых для приготовления БР

16.03.2020

Слайд 20

16.03.2020
Буферные растворы, состоящие из двух солей, одна из которых (более

кислая) выполняет роль сопряженной кислоты, относят к кислотным буферным растворам, рН рассчитывают по формуле для кислотных буферных растворов.

Слайд 21

Уравнение нельзя применять :
если концентрации компонентов отличаются более чем в

100 раз;
если кислота (основание) слишком сильные - рКа<3 (нельзя пренебрегать диссоциацией);
если кислота (основание) слишком слабые - рКа>11 (нельзя пренебрегать гидролизом ).

Слайд 22

Влияние разбавления на рН буферного раствора
(незначительно)
ацетатный буферный раствор
При разбавлении буферных

растворов концентрации всех компонентов уменьшаются, но их соотношение остается прежним, поэтому согласно формулам Гендерсона-Гассельбаха рН растворов не меняется.

Слайд 23

16.03.2020

Слайд 24

Зона буферного действия

Слайд 25

Приготовление буферных растворов с заданным значением рН
Задача. Приготовить раствор с рН

= 7,36.

Необходимо изменить соотношение компонентов в пользу соли (т.к. значение рН находится в более щелочной области, чем рК)

Выбираем фосфатный буфер, поскольку рН попадает в зону действия 6.21 – 8.21

Слайд 26

Рассчитаем, во сколько раз концентрация соли должна быть больше:

Слайд 27

Буферные системы крови
Из кишечника и тканей в кровь при обмене

веществ постоянно поступают различные кислоты: угольная, молочная, масляная…
и, в меньшей степени, основания: аммиак, креатин.
Благодаря наличию буферных систем, рН крови остается постоянным
7.4 ± 0.04
В организме человека в спокойном состоянии ежесуточно образуется количество кислоты, эквивалентное ≈ 30 л 1 н НСI !!!!

Слайд 28

ЗАДАЧИ

Слайд 29

Задача 1. Определить рН раствора, получившегося в результате смешения равных объемов

растворов 0,12 М СН3СООН и СН3СООК.

Решение: После смешения Скис= Ссоль= 0,12/2=0,06 моль/л

Пользуясь уравнением:

Получим:
рН = 4,76 + lg1 = 4,76 + 0 = 4,76.

Буферные растворы

Содержание

Расчет рН растворов электролитов проводится по следующим (упрощенным) формулам:сильных одноосновных кислотpH

Буферные растворы (смеси) - это растворы, рН которых мало изменяется при

Роль буферных систем в живых организмахВ процессе метаболизма в нашем организме

Виды буферных смесей : слабая кислота и ее соль, слабое основание

1. Ацетатный буфер:3. Фосфатный буфер:2. Бикарбонатный буфер: Аммиачный буфер:Классификация:а) кислотныеб) основные

16.03.2020+ Н+белок-сольбелок-кислотаотносят к кислотным буферным системамРастворы амфолитов (аминокислот, белков) также проявляют

Причина возникновения в растворах нового качества – буферного действия – заключается

Например, ацетатная буферная система состоит из СН3СООН и СН3СООNa.В результате полной

Если к раствору добавить сильное основание, то гидроксид-ионы будут нейтрализоваться слабой

Или этот процесс можно представить схематично.В ацетатном буферном растворе устанавливается равновесие:СH3COOH

Буферная смесь поддерживает рН постоянным только при условии, что количество прибавляемых

Буферная емкость по отношению к кислоте (Вкисл.)определяется концентрацией (количеством эквивалентов) компонента

Буферная емкость раствора тем больше, чем выше концентрации компонентов буферной смеси.

Буферные растворы можно приготовить двумяспособами:Частичной нейтрализацией слабого электролита сильным электролитом:СН3СООН(избыток) +

для кислотных буферных растворов:16.03.2020Расчет рН буферных растворовпроизводят по уравнению Гендерсона-Гассельбаха

где – показатель константы диссоциации кислоты ,[соли] и [кислоты] – молярные

для основных буферных растворов:16.03.2020

где – показатель константы диссоциации основания ,[соли] и [осн] – молярные

16.03.2020 Буферные растворы, состоящие из двух солей, одна из которых (более

Уравнение нельзя применять : если концентрации компонентов отличаются более чем в

Влияние разбавления на рН буферного раствора (незначительно)ацетатный буферный растворПри разбавлении буферных

16.03.2020

Зона буферного действия

Приготовление буферных растворов с заданным значением рНЗадача. Приготовить раствор с рН

Рассчитаем, во сколько раз концентрация соли должна быть больше:

Буферные системы крови Из кишечника и тканей в кровь при обмене

ЗАДАЧИ

Задача 1. Определить рН раствора, получившегося в результате смешения равных объемов

Похожие презентации

Расчет рН растворов электролитов проводится по следующим (упрощенным) формулам:
сильных одноосновных кислот
pH

Роль буферных систем в живых организмах
В процессе метаболизма в нашем организме

Виды буферных смесей :
слабая кислота и ее соль,
слабое основание

1. Ацетатный буфер:
3. Фосфатный буфер:
2. Бикарбонатный буфер:
Аммиачный буфер:
Классификация:
а) кислотные
б) основные

16.03.2020
+ Н+
белок-соль
белок-кислота
относят к кислотным буферным системам
Растворы амфолитов (аминокислот, белков) также проявляют

Например, ацетатная буферная система состоит из
СН3СООН и СН3СООNa.
В результате полной

Или этот процесс можно представить схематично.
В ацетатном буферном растворе устанавливается равновесие:
СH3COOH

Буферная емкость по отношению к кислоте (Вкисл.)
определяется концентрацией (количеством эквивалентов) компонента

Буферные растворы можно приготовить двумя
способами:
Частичной нейтрализацией слабого электролита сильным электролитом:
СН3СООН(избыток) +

для кислотных буферных растворов:
16.03.2020
Расчет рН буферных растворов
производят по уравнению
Гендерсона-Гассельбаха

где – показатель константы диссоциации кислоты ,
[соли] и [кислоты] – молярные

для основных буферных растворов:
16.03.2020

где – показатель константы диссоциации основания ,
[соли] и [осн] – молярные

16.03.2020
Буферные растворы, состоящие из двух солей, одна из которых (более

Уравнение нельзя применять :
если концентрации компонентов отличаются более чем в

Влияние разбавления на рН буферного раствора
(незначительно)
ацетатный буферный раствор
При разбавлении буферных

Приготовление буферных растворов с заданным значением рН
Задача. Приготовить раствор с рН

Буферные системы крови
Из кишечника и тканей в кровь при обмене