Разберите механизм буферного действия при добавлении небольших количеств сильной кислоты и сильного основания к фосфатному буферному раствору. Вычислите рН буферного раствора, состоящего из 4 мл NaH2РО4, и 7 мл Na2НРО4, одинаковой концентрации. К2 = 6.23*10^-8

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Буферное действие заключается в том, что при добавлении кислоты или основания к буферному раствору происходит реакция с буферными компонентами, которая препятствует резкому изменению pH раствора. В данном случае, при добавлении кислоты или основания к фосфатному буферному раствору, реагируют компоненты NaH2РО4 и Na2НРО4, образуя слабую кислоту Na2HPO4 и ее соль.

Уравнение реакции:

NaH2PO4 + Na2HPO4 + HCl → 2Na2HPO4 + NaCl

Для расчета pH буферного раствора воспользуемся уравнением Хендерсона-Хассельбальха:

pH = pKa + log([Na2HPO4]/[NaH2PO4])

pKa для фосфатных буферов равен 2,12.

Сначала найдем молярные концентрации компонентов в растворе. Для этого нужно учитывать молярные массы и объемы:

Молярная масса NaH2РО4 = 119 г/моль
Молярная масса Na2HPO4 = 141 г/моль

Сначала найдем количество вещества в каждом компоненте:

n(NaH2РО4) = (4 мл / 1000) (1 моль / 119 г) = 0,0336 моль
n(Na2НРО4) = (7 мл / 1000) (1 моль / 141 г) = 0,0495 моль

Теперь вычислим молярные концентрации:

[NaH2РО4] = n(NaH2РО4) / (4 мл / 1000) = 0,0336 моль / 0,004 л = 8,4 моль/л
[Na2НРО4] = n(Na2НРО4) / (7 мл / 1000) = 0,0495 моль / 0,007 л = 7,07 моль/л

Подставим полученные значения в уравнение Хендерсона-Хассельбальха:

pH = 2,12 + log(7,07 / 8,4) ≈ 2,02

Таким образом, pH буферного раствора, состоящего из 4 мл NaH2РО4 и 7 мл Na2НРО4, равно примерно 2,02.