Bufor – roztwór buforowy, jest to mieszania słabego kwasu lub słabej zasady i soli hydrolizującej słabego kwasu lub słabej zasady. Cecha charakterystyczna roztworu buforowego jest stałość jego pH przy dodatku niewielkiej ilości mocnego kwasu lub mocnej zasady.

Bufory charakteryzują dwie wielkości; pojemność buforowa oraz maksimum pojemności buforowej dla określonej wartości pH

Pojemność buforowa – jest to ilość moli mocnego kwasu lub mocnej zasady jaką należy dodać do  1 dm3 roztworu buforowego aby mienić jego pH o jednostkę. Pojemność buforową można określić wzorem:

                                                                                                  (1)

Maksymalną pojemność buforową posiada roztworów o pH = pK kwasu (zasady) – stosunek stężenia soli do stężenia kwasu (zasady) wynosi 1. Pojemność buforowa zależy również od stężenia roztworu buforowego, im wyższe jest stężenie buforu, tym większa jest jego pojemność buforowa. Wynika to ze wzoru van Slyke’a:

                                             K – stała dysocjacji kwasu

                                          C – ogólne stężenie buforu ([HA] + [A-])

Dla danego stężenia C maksymalna wartość pojemności buforowej (przy pH=pKK) wyraża się uproszczonym wzorem:

                                                                                                  (3)

Zależność pH od stężeń soli i kwasu (zasady) przedstawia poniższe równanie:

                                                                                            (4)

W przypadku wykreślenia zależności pH w funkcji log(Cs/Ck) otrzymamy prostą której przecięcie z osią OY da nam wartość pK kwasu

W przypadku dodania do roztworu buforowego mocnego kwasu o stężeniu CHCL to pH roztworu buforowego wyniesie:

                                                                                    (5)

Zatem DpH po dodaniu HCl do roztworu buforowego wyniesie:

                                                                      (6)

Cel ćwiczenia.

Celem niniejszego ćwiczenia jest wyznaczenie stałej dysocjacji słabego kwasu, pomiar pH roztworów buforowych, oraz określenie pojemności buforowej.

Sposób wykonania ćwiczenia:

- przygotować pehametr do pomiarów, wykalibrować go na bufor o pH 7 i pH 3

- przygotować 0,1 M roztwór CH3COOH i 0,1 M CH3COONa

- ze sporządzonych roztworów przygotować 12 roztworów buforowych o różnym pH

-  przygotować 0,1 M roztwór HCl

-  wykonać pomiary pH przygotowanych roztworów (po każdym pomiarze dokładnie opłukać elektrodę wodą destylowaną i osuszyć)

-  do każdego z roztworów dodać 1 cm3 0,1 M HCl i ponownie zmierzyć pH

-  zmierzyć wartość pH dla wody destylowanej

Opracowanie wyników:

Zad. 1. Wyznaczanie stałej dysocjacji kwasu octowego.