Задачка на буферные растворы. Решил! Посмотрите, pls!

вопросы, касающиеся школьной и вузовской химии; помощь в решении задач различного уровня сложности
Ответить
Phytologist
Сообщения: 19
Зарегистрирован: Ср мар 05, 2014 7:19 pm

Задачка на буферные растворы. Решил! Посмотрите, pls!

Сообщение Phytologist » Ср мар 05, 2014 7:28 pm

Граждане, помогите решить задачку из жизни просто физиолога растений. Очень надо для работы!

Есть 1 литр водного раствора неорганических солей, содержащий 2 mM органического буфера MES (C6H13NO4S, pKa 6,15 при 20°С).
Сколько миллилитров 100 mM KOH нужно добавить, чтобы pH раствора увеличился с 5,5 до 6,5 (при 20°С)?

Химии в универе было много, всегда её любил и учил хорошо. Но как решать вот ЭТО - ума не приложу..
Буду рад ответу с объяснением. Может для решения таких задач есть уже давно выведенная формула, а я тут голову ломаю?
Заранее спасибо за помощь.
Последний раз редактировалось Phytologist Пт мар 07, 2014 6:31 pm, всего редактировалось 2 раза.

sotka1
Сообщения: 2
Зарегистрирован: Чт мар 06, 2014 11:08 am

Re: Задачка на тему "Буферные растворы"

Сообщение sotka1 » Чт мар 06, 2014 12:41 pm

Поясните, что такое органический буфер? Буферный раствор - это смесь кислоты и ее соли или основания и его соли. Концентрация указана для кислоты (основания) или соли?

Аватара пользователя
ИСН
Робин Гуд
Сообщения: 8535
Зарегистрирован: Пт окт 10, 2003 5:32 pm
Контактная информация:

Re: Задачка на тему "Буферные растворы"

Сообщение ИСН » Пт мар 07, 2014 10:47 am

Phytologist писал(а):Есть 1 литр водного раствора неорганических солей
Смотря каких солей. Что угодно может быть.

Phytologist
Сообщения: 19
Зарегистрирован: Ср мар 05, 2014 7:19 pm

Re: Задачка на буферные растворы. Решил! Посмотрите, pls!

Сообщение Phytologist » Пт мар 07, 2014 6:29 pm

Вроде сам въехал, как это решать. :)
Посмотрите, пожалуйста, верны ли мои рассуждения?

MES (он же 2-(N-morpholino)ethanesulfonic acid) выглядит вот так:
Изображение
Это соединение представляет собой слабую органическую кислоту, которая в растворе, стало быть, диссоциирует по следующей схеме:
MES ↔ MES- + H+
При добавлении сильного основания (KOH) к раствору равновесие будет смещаться вправо, причём количество MES- будет эквивалентно количеству доваленной щёлочи.
Уравнение Гендерсона-Гассельбаха в нашем случае будет иметь следующий вид:
Изображение
Теперь подсчитаем, сколько моль щёлочи нужно было бы добавить к исходному буферному раствору, если бы нам нужно было установить
pH 5,5:
Изображение
... и pH 6,5:
Изображение
Получается, что для изменения pH c 5,5 до 6,5 нужно добавить в систему
Изображение
Легко подсчитать, что такое количество вещества содержится в 10,17 ml данного нам 100 mM KOH.

Но это всё упрощённый вариант расчётов, неорганическими солями в растворе я пренебрёг. Надо бы подумать, как их сюда привязать. Есть идеи? Я вот пока что в раздумьях.. :?

Phytologist
Сообщения: 19
Зарегистрирован: Ср мар 05, 2014 7:19 pm

Re: Задачка на тему "Буферные растворы"

Сообщение Phytologist » Пт мар 07, 2014 7:50 pm

ИСН писал(а):
Phytologist писал(а):Есть 1 литр водного раствора неорганических солей
Смотря каких солей. Что угодно может быть.
Нитраты K и Ca, сульфат Mg - в миллимолярных количествах + хлористый K, сульфаты Cu, Zn и Co - в микромолярных количествах.
Разве эти соли могут каким-то принципиальным образом поменять pH? :issue:
Есть только 2 соли в этом растворе, которые, скорее всего могли бы поменять pH незабуференного раствора: 0,1 mM K2HPO4 и 15 μM H3BO3. Но их концентрации по сравнению с концентрацией буфера (2 mM) очень малы, поэтому их в расчёт можно не брать. Так ведь?

Аватара пользователя
avor
Сообщения: 12650
Зарегистрирован: Пн янв 24, 2005 1:13 pm

Re: Задачка на буферные растворы. Решил! Посмотрите, pls!

Сообщение avor » Сб мар 08, 2014 7:10 pm

2мМ раствор буферного вещества это оооочень низкая концентрация на нее будет влиять даже растворенный в воде углекислый газ, сульфаты меди, цинка и кобальта будут закислять раствор, более того .боюсь что кобальт образует при рН6,5 коллоид гидрооксида даже в мкМ концентрациях. Обычно никто никогда не считает сколько чего добавлять для получени рН, для этого в лаборатории есть рН-метр. И если вам действительно нужен определенный рН и это важно, никто не делает буферы такой низкой концентрации даже 10 мМ это мало, оочень низкая буферная емкость. Ваш расчет тертически можно признать верным, но я вам гарантирую, что реальная рН будет отлична от расчетной, а если туда еще и экстракты растительные внести, то рН поплывет к бабке не ходи.

Ответить

Вернуться в «химия в школе и вузе, помощь в решении задач»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 60 гостей