Как влияет на величину рН буферной смеси действия большого количества щелочи, например при попадании последней в организм животного? Написать схемы формулы и пояснения к ним на примере любого буферного раствора. (Решение → 32916)

Заказ №38761

Как влияет на величину рН буферной смеси действия большого количества щелочи, например при попадании последней в организм животного? Написать схемы формулы и пояснения к ним на примере любого буферного раствора.

Ответ:

Разбавленные растворы сильных кислот и оснований, обладающие слабокислой или слабощелочной реакцией, характеризуются непостоянством рН. Однако смесь, например, уксусной кислоты и ее соли CH3COONa обладает способностью сохранять постоянство рН. Можно к этой смеси добавить небольшое количество кислоты или щелочи, а также разбавить ее, но рН раствора при этом почти не изменится. Свойство растворов сохранять определенное значение рН называется буферным действием. Растворы, обладающие буферным действием, получили название буферных растворов или буферных смесей [6]. Буферные растворы по своему составу бывают в основном двух типов. Они могут состоять из слабой кислоты и ее гидролитически щелочной соли и слабого основания и гидролитически кислой соли этого основания. В качестве иллюстрации можно привести следующие буферные смеси: Последний буфер, как видим, состоит из смеси двух солей, одна из которых — однозамещенная, вторая — двухзамещенная соль фосфорной кислоты. Причем первая соль (NaH2PO4) играет роль слабой кислоты. Буферным действием могут обладать растворы, состоящие из анионов разных слабых кислот, такие, как фосфатцитратный буфер Na2НРО4 + СбН8О7. Сущность буферного действия смеси слабой кислоты с ее солью можно рассмотреть на примере ацетатного буферного раствора. В этом растворе происходят следующие реакции электролитической диссоциации: Поскольку степень диссоциации кислоты очень мала, в растворе преобладают ее недиссоциированные молекулы. Ацетат натрия, являясь сильным электролитом, диссоциирует полностью на ионы СН3СОО- и ионы Na+ . Таким образом, в ацетатной буферной смеси присутствие в большом количестве анионов СН3СООсмещает равновесие при диссоциации уксусной кислоты в сторону образования ее молекул. Причем диссоциация уксусной кислоты может быть настолько подавленной, что кислоту можно считать практически недиссоциированной. В результате этого активная кислотность смеси очень мала. Добавление кислоты или щелочи к ацетатной смеси не вызывает существенного изменения концентрации водородных ионов в растворе. Так, при добавлении соляной кислоты к ацетатному буферу происходит реакция обменного разложения с одним из компонентов смеси (CH3COONa): Как видим, сильная кислота в результате этой реакции заменяется эквивалентным количеством слабой кислоты. В соответствии с законом разбавления Оствальда увеличение концентрации уксусной кислоты понижает степень ее диссоциации, в результате чего концентрация ионов водорода в буферном растворе увеличивается очень незначительно. Так же незначительно изменяется рН буферного раствора при добавлении к нему небольшого количества щелочи. При этом щелочь реагирует с уксусной кислотой (реакция нейтрализации), в результате чего гидроксид-ионы связываются с ионами водорода с образованием молекул воды: В конечном итоге этой реакции добавляемая щелочь заменяется эквивалентным количеством слабоосновной соли, которая влияет на реакцию среды в значительной меньшей степени, чем NaOH. Поскольку в результате этой реакции уксусная кислота расходуется, можно было бы ожидать значительного снижения содержания ионов Н+ . Однако вместо прореагировавших ионов кислоты Н+ и СН3СООза счет потенциальной кислотности образуются новые ионы Н+ и СН3СОО- , и активная кислотность смеси (рН) почти не изменяется.