БУФЕРНЫЕ РАСТВОРЫ

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ ИММАНУИЛА КАНТА

Аналитическая химия

Методические указания

Калининград

ЧАСТЬ 1

ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Индивидуальные задания выдаются студентам с целью закрепления теоретического материала по наиболее важным разделам аналитической химии, а также выработки практических навыков при выполнении расчетных задач.

К выполнению индивидуальных задач следует приступить после изучения соответствующего раздела курса и разбора решений примеров по данной теме

Студент выполняет один вариант, номер которого дается на кафедре. Задания выполняются в отдельной тетради. Отвечать на вопросы и решать задачи необходимо в той последовательности, в какой она приведена в методических указаниях. В конце работы необходимо привести список используемой литературы.

РАВНОВЕСИЕ В ГОМОГЕННЫХ СИСТЕМАХ

Вычислить рН растворов

1.40 г едкого натра растворили в 2 л воды.

2. Гидроксида натрия, массовая доля 0,08%.

3. Азотная кислота, массовая доля 0,1%

4. Азотная кислота, ρ = 1,005 г / см³.

5. Хлористоводородная кислота, массовая доля 0,18%.

6. Гидроксид лития, массовая доля 0,09%.

7. Серная кислота, ρ = 1,01 г / см³.

8. 0,63 г гидроксида калия растворили в 500 см³ воды.

9. 5,6 л аммиака растворили в 250 см³ воды.

10. Серная кислота, массовая доля 0,05%.

11. Гидроксид цезия 0,1%.

12. К 50 см³ 0,15 М раствора соляной кислоты добавили 25 см³ 0,2 N NaOH

13. К 25 см³ 0,2 М раствора азотной кислоты прибавили 50 см³ 0,15 М LiOH.

14. К 100 см³ 0,08 N раствора соляной кислоты прибавили 50 см³ 0,1 N KOH

15. К 15 см³ 015 N раствора серной кислоты добавили 25 см³ 0,09 N NaOH

16. К 2 дм³ воды прибавили 1 см³ азотной кислоты (ρ = 1,4 г / см³).

17. К 1,5 дм³ воды прибавили 0,5 см³ соляной кислоты (ρ = 1,12 г / см³).

18. К 500 см³ воды прибавили 0,05 см³ 01% раствора гидроксида калия.

19. К 250 см³ воды прибавили 0,05 см³ раствора серной кислоты (ρ=1,78 г/ cм³).

20. К 1 дм³ воды прибавили 0,5 см³ гидроксида калия с концентрацией 0,15%.

21. 4,6 г муравьиной кислоты растворили в 500 см³ воды.

22. 12,2 г бензойной кислоты (C₆H₅COOH) растворили в 2 дм³ воды.

23. 1,12 дм³ аммиака растворили в 250 см³ воды.

24. 6,6 г уксусной кислоты растворили в 1000 см³ воды.

25. Муравьиная кислота, 0,15% раствор.

БУФЕРНЫЕ РАСТВОРЫ

Растворы слабых кислот или оснований в присутствии их солей проявляют буферное действие. Для буферного раствора, содержащего слабую кислоту и ее соль

рН= рК_а + lg C_соли – lg C_{кислоты}

а для смеси из слабого основания и его соли

рН = 14 – рК_в + lg С_{основания} – lgC_соли,

Пример 1: К 15 мл 0,03 М раствора муравьиной кислоты добавили 12 мл 0,15 М формиата калия. Вычислить рН раствора (К_HCOOH= 1,8 ∙10^-4;

рК_HCOOH= 3,75)

Решение: Найдем концентрацию кислоты и ее соли после смешивания растворов.

Пример 2: Сколько г CH₃COONa надо добавить к 200 см³ 0,2 М раствора соляной кислоты, чтобы рН стала равной 4,5? рK_{укс кисл} = 4,78

Решение: CH₃COONa + HCl = CH₃COOH + NaCl

Концентрация уксусной кислоты, образовавшейся в результате этой реакции, равна концентрации соляной кислоты:

С(HCl) = 0,2 M , а С(CH₃COO^–) = Х– 0,2 М

рH = pK_a + lgC_соли– lgC_{кислоты}

4,5 = 4,76 + lg (Х– 0,2) – lg 0,2 Х= 0,3099 М

Количество CH₃COONa на 200 см³ воды (В) составит:

Вычислить рН буферных растворов, полученных при сливании растворов:

26. 50 см³0,1% C₆H₅COOH и 150 см³ 0,3% С₆H₅COONa

27. 30 см³ 0,05 М H₂CO₃ и 70 см³ 0,15 М Na₂CO₃

28. 40 см³ 0,05% С₆H₅COOH и 110 см³ 0,1% С₆H₅COOK

29. 10 см³ 0,02 М HNO₃ и 40 см³ 0,05 М KNO₂

30. 20 см³ 0,15% H₂SO₃ и 80 см³ 0,1% Na₂SO₃

31. 60 см³ 0,01 М CH₃COOH и 40 см³ 0,05 М CH₃COOK

32. 150 см³ 0,02% CH₃CH₂COOH и 50 см³ 0,1% CH₃CH₂COOK

33. 70 см³ 0,01 М NH₄Cl и 30 см³ 0,05 М NH₄OH

34. 170 см³ 0,1 М KH₂PO₄ и 150 см³ 0,05 М K₂HPO₄

35. 50 см³ 0,05% Na₂CO₃ и 150 см³ 0,1% NaHCO₃

36. 130 см³ 0,02 М NaH₂PO₄ и 20 см³ 0,05 М Na₂HPO₄

37. 80 см³ 0,1% Na₂SO₃ и 120 см³ 0,05% H₂SO₃

38. 60 см³ 0,03 М CH₃COOK и 40 см³ 0,02 М CH₃COOH

39. 90 см³ 0,05% NH₄OH и 110 см³ 0,1% NH₄Br

40. Сколько см³ 0,5% раствора формиата натрия надо добавить к 50 см³ 0,1 М раствора муравьиной кислоты, чтобы получить раствор с рН = 3,8?

41. Сколько грамм карбоната натрия надо добавить к 50 см³ 0,2 М гидрокарбоната натрия, чтобы получить раствор с рН= 9,8?

42. Сколько см³ 0,4 М раствора нитрита аммония надо добавить к 20 см³ 0,15 М раствора аммиака, чтобы получить раствор с рН =9,1?

43. Сколько см³ 1% гидроксида натрия надо добавить к 50 см³ 0,25 М фосфорной кислоты, чтобы получить раствор с рН = 2,5?

44. Сколько см³ 0,1 М гидроксида калия надо добавить к 50 см³ 0,25 М дигидрофосфата калия, чтобы получить раствор с рН = 6,8?

45. Сколько грамм ацетата натрия надо добавить к 150 см³ 0,15 М раствора соляной кислоты, чтобы получить раствор с рН = 4,3?