Экспериментальная часть

Цель работы:

• Научится готовить буферные растворы с заданным значением pH.

• Изучить опытным путем важнейшие свойства буферных растворов.

• Уметь определять буферную ёмкость различными методами (объёмным и потенциометрическим титрованием).

• Научится определять pH раствора колориметрическим (буферным) методам.

Работа №1. ПРИГОТОВЛЕНИЕ БУФЕРНЫХ РАСТВОРОВ

ОПЫТ №1. Приготовить 20мл 0,1 М ацетатного буфера с заданным значением pH (задание даёт преподаватель) из 0,1 М раствора CH₃COONa. Константа диссоциации уксусной кислоты при данной ионной силе равна 3×10^-5

ОПЫТ №2. Приготовить 20 мл 0,02 М фосфатного буфера с заданным значением pH из 0,02 М раствора Na₂HPO₄ и 0,02 М раствора NaH₂PO₄.

Kд (H₂PO₄^-) -при данной ионной силе равна 1,6×10^-7. Проверить pH приготовленных буферных растворов при помощи индикаторной бумаги или при помощи pH-метра.

В отчете должен быть проведён подробный расчёт соотношения объёмов компонентов данной буферной смеси и описан метод определения pH.

Буферные растворы полученные в данной работе не выливать, а проделать с ними работу №2.

Работа №2 СВОЙСТВА БУФЕРНЫХ РАСТВОРОВ.

ОПЫТ №1. Влияние разбавления на pH буферных растворов.

В один стакан налить 10 мл, в другой -1 мл одного из буферных растворов(например, ацетатного), приготовленного в работе №1.Раствор в первом стакане развести в 2 раза, а во втором – в 100 раз.

При помощи индикатора определить pH разведенных буферных растворов и сравнить с исходным значением pH. Для этого следует налить в пробирки по 2 мл исходного и разведенного буферных растворов и добавить по 2 капли соответствующего индикатора. Сравнить цвет индикатора в исходном буферном растворе и в разведенных растворах. В отчёте следует привести данные о наблюдаемых явлениях. Дать им объяснения.

Опыт №2. Зависимость буферной емкости ацетатных буферных смесей от буферного соотношения.

К пяти ацетатным буферным системам с различными соотношениями соли и кислоты добавляют одинаковое количество сильного основания или сильной кислоты, измеряют pH и вычисляют их буферную ёмкость.

В пять стаканчиков налить 20 мл приготовленных буферных смесей с буферным соотношением: 100; 10; 1; 0,1; 0,01.

Измерить pH исходных буферных систем при помощи pH-метра (после каждого измерения pH электроды должны быть тщательно вымыты). Измеренное значение pH исходных смесей несколько отличается от рассчитанного, так как в этих системах aH⁺cH⁺.

Во все буферные смеси добавить по 2 мл 0,1M NaOH, тщательно перемешать и снова измерить pH.

Налить в стаканчики такое же количество буферных систем и при перемешивании добавить в каждый по 2 мл 0,1M HCl. Измерить pH систем после добавления кислоты.

Рассчитать в каждом отдельном случае буферную ёмкость по кислоте и основанию:

Bk=:

Bщ=

Полученные данные занести в таблицу 1 по образцу:

Таблица №1

Построить на основании полученных данных график зависимости буферной ёмкости по кислоте и основанию от соотношения количества соли и кислоты в буферной смеси. На ось абсцисс нанести логарифм соотношения соль/кислота, а на ось ординат –B. Ось ординат удобно проводить в пересечении с точкой абсциссы, где lg=0 и pH=pK.

Кривые, относящиеся к буферной ёмкости по кислоте и основанию, начертить в цвете.

В отчете объяснить ход кривых зависимости буферной ёмкости по кислоте и основанию от соотношения количества соли и кислоты в системе и объяснить, почему ход кривых различный.