Buffertar (Kemi B)

Senast uppdaterad 2012-04-16 kl. 08:37 |

Buffertar fungerar som stötdämpare

Vad är en buffert?

"stötdämpare" för förändringar i H⁺-koncentrationen

Hur gör man en buffert?

Blandar en svag syra + dess motsvarande (svaga) bas, i relativt höga koncentrationer

Exempel

HAc – Ac^-
NH₄⁺ – NH₃
H₂CO₃ – HCO₃^- (viktig i våra kroppar!)

Beräkning av pH i en buffertlösning

0,10 mol HAc och 0,10 mol NaAc löses i vatten, och spädes till 1,00 l. K_a för reaktionen

HAc + H₂O $\rightleftharpoons$ H₃O⁺ + Ac^-

är 1,8 · 10^-5 M. Vilket är den spädda lösningens pH?

Lösning

Tabelldags!

	[HAc] (M)	[H⁺] (M)	[Ac^-] (M)
Före protolys	0,10	0	0,10
Ändring	-x	+x	+x
Vid jämvikt	0,10-x	x	0,10+x

Vi beräknar vätejonkoncentrationen x.

$K_{\text{a}} = \frac {[\text{H}^+][\text{Ac}^-]}{[\text{HAc}]} \Leftrightarrow [\text{H}^+] = K_{\text{a}} \cdot \frac {[\text{HAc}]}{[\text{Ac}^-]}$

$x = 1,8\cdot 10^{-5}\text{M} \cdot \frac {(0,10-x)\text{M}}{(0,10+x)\text{M}}$

	Annons

Ekvationen går att lösa, men det blir en andragradsekvation. För att förenkla beräkningen, kan vi pröva om det går bra att försumma x bredvid 0,10. (Detta kan vi endast göra om x << 0,10!)

$x \approx 1,8\cdot 10^{-5}\text{M} \cdot \frac {0,10\text{M}}{0,10\text{M}}$

$\text{H}^+ = x \approx 1,8\cdot 10^{-5}\text{M}$

Eftersom x << 0,10 kan vi konstatera att det går bra att försumma x bredvid 0,10. Vi beräknar pH:

$\text{pH} = -\log(1,8\cdot 10^{-5}) = 4,74$

Ett till exempel!

Beräkna pH för lösningen som man får genom att blanda 20,0 ml 0,100 M HAc med 30 ml 0,100 M NaAc!

$c_{\text{HAc}} = \frac {0,020\text{dm}^3 \cdot 0,100\text{mol/dm}^3}{0,050\text{dm}^3} = 0,0400\text{mol/dm}^3$

$c_{\text{NaAc}} = \frac {0,030\text{dm}^3 \cdot 0,100\text{mol/dm}^3}{0,050\text{dm}^3} = 0,0600\text{mol/dm}^3$

Efter jämvikt: [HAc] ≈ 0,0400 M; [Ac^-] ≈ 0,0600 M (eftersom ättiksyran HAc protolyseras i så liten omfattning).

$[\text{H}^+] = 1,8 \cdot 10^{-5}\text{M} \cdot \frac {0,0400\text{M}}{0,0600\text{M}} = 1,2 \cdot 10^{-5}\text{M}$

$\text{pH} = -\log(1,2 \cdot 10^{-5}) = 4,92$

Buffertformeln

$[\text{H}^+] = K_{\text{a}} \cdot \frac {c_{\text{syra}}}{c_{\text{bas}}}$

$\text{pH} = \text{p}K_{\text{a}}-\log \left(\frac{c_{\text{syra}}}{c_{\text{bas}}}\right)$

Du kanske också är intresserad av:

Dela

Website Design Brisbane

Magnus Ehingers undervisning