Az ebben a puffer régióban miért állítja le a pH növekedését?
Kezdetben:
$$ \ ce {CH3COOH + NaOH – > CH3COONa + H2O} $$
Ami azt jelenti, hogy nagy mennyiségű só lesz az oldatban, de miért gátolja ez a pH emelkedését? Azt hittem, ez valójában tovább növeli, mivel a szétválasztott só vízzel reagálva $ \ ce {OH -} $ -ot képez?
Mi reagál a $ \ ce {OH -} $ -val megoldás, ez amúgy sincs? Pufferoldat esetén a savra szükség van ($ \ ce {CH3COOH + OH- – > CH3COO- + H2O} $).
A a savkoncentrációt nem növelték?
Vagy a disszocált só jelenléte: $ \ ce {CH3COONa (aq) – > CH3COO- + Na +} $
A sav átalakulása: $ \ ce {CH3COO- + H2O – > CH3COOH + OH -} $ < < < de van még $ \ ce {OH -} $ !!
Bizonyára a $ \ ce {Na +} $ nem fog reagálni a $ \ ce {OH -} $ -val, mivel disszidál a vízben.
Megjegyzések
- Ha nem is duplikátum, akkor ez összefügg a okkal a savas bázis titrálási görbéjének pH-jának meredek emelkedése mögött
Válasz
A kapcsolt kérdésre adott válaszok túl hosszúak voltak számomra, ezért megpróbálok gyorsan összefoglalni.
Az egyenlet, amely mindent elmond, amire szüksége van a Henderson-Hasselbalch-egyenlet:
$$ \ mathrm {pH} = \ mathrm {p} K _ {\ mathrm a} – \ log \ frac {\ ce {[A -]}} { \ ce {[HA]}} $$
Itt a $ \ ce {HA} $ gyenge sav, és a konjugált bázisa is gyenge. De elképzelhetünk egy gyenge bázist és egy gyenge konjugált savat is. A varázslat akkor következik be, amikor félig semlegesít egy gyenge savat vagy bázist, így egy gyenge sav és egy gyenge bázis keverékét hozza létre. A jobb oldali frakció meglehetősen megközelíti az 1-et (mondjuk nagyságrenden belül).
További sav hozzáadásával a gyenge bázis semlegesítheti azt. További bázis hozzáadásával a gyenge sav semlegesítheti azt. Feltéve, hogy ezek az összegek meglehetősen kicsiek, a jobb oldali frakció logaritmusa nem változik sokat, így az oldat teljes pH-értéke nem változik sokat. Például a A 10-es tényező csak a $ \ pm 1 $ értékkel befolyásolja a pH-értéket.
Természetesen, ha elegendő savat vagy bázist ad hozzá az egyik pufferkomponens semlegesítéséhez (vagy közel semlegesítéséhez), akkor A puffer leáll. Ez akkor is történik, amikor a frakció nagyon nagy lesz, vagy nullára megy, és ezt még a logaritmus sem tudja megváltoztatni.
Válasz
A titrálás legelején megvan $ \ ce {CH3COOH} $ – vagy legalábbis gondolhatja! Valójában egyensúlyban van a víz és az ecetsav, amint az a $ (1) $ egyenletben látható.
$$ \ ce {CH3COOH + H2O < < = > CH3COO- + H3O +} \ tag {1} $$
Ez az egyensúly erősen balra tolódik mivel a hidronium ($ \ mathrm pK_ \ mathrm a = 0 $) nagyon erős sav, míg az ecetsav ($ \ mathrm pK_ \ mathrm a = 4,76 $) meglehetősen gyenge. Ami innentől következik, alapvetően az egyensúlyi kémia: amint hozzáadunk hidroxidionokat, nagy a tendencia, hogy ezek a hidroniumionokkal rekombinálódnak, mint a $ (2) $ egyenletben, és így víz képződik. Így a $ (1) $ egyenlet egyensúlya lassan jobbra tolódik, amikor egyre több hidroxidot adunk hozzá, formálisan elfogyasztva az ecetsavat. Mivel a $ (1) $ egyensúly továbbra is egyensúlyban van, a $ \ ce {H3O +} $ koncentrációja nem változik annyira.
$$ \ ce {H3O + + OH- < = > > 2 H2O} \ tag {2} $$
Felé a titrálás végén az ecetsav ($ \ ce {CH3COOH} $) koncentrációja nagyon alacsonyra válik, vagyis kevesebb molekula van arra, hogy protonokat adjon vízhez az egyensúly fenntartása érdekében. Ezért a $ \ mathrm {pH} $ értéke sokkal gyorsabban kezd emelkedni, mint korábban – amint azt az erős sav erős bázissal történő titrálásától elvárhatjuk. A görbe fordulópontja az ekvivalencia pont, ott, ahol a hozzáadott hidroxid mennyisége megegyezik az eredetileg jelenlévő ecetsav mennyiségével.