이 버퍼 영역의 경우 pH 증가를 멈추는 이유는 무엇입니까?
시작시 :
$$ \ ce {CH3COOH + NaOH- > CH3COONa + H2O} $$
어떤 것은 용액에 많은 양의 소금이 있음을 의미하지만 이것이 pH 상승을 막는 이유는 무엇입니까? 분리 된 소금이 물과 반응하여 $ \ ce {OH-} $를 형성 할 때 실제로 더 상승 할 것이라고 생각했습니다.
$ \ ce {OH-} $와 반응하는 것은 무엇입니까? 솔루션, 그게 “어쨌든 없나요? 완충 용액을 사용하면 산이 필요합니다 ($ \ ce {CH3COOH + OH–> CH3COO- + H2O} $).
산 농도가 증가하지 않았습니까?
또는 dissasocated salt의 존재 여부 : $ \ ce {CH3COONa (aq)-> CH3COO- + Na +} $
산의 개질 유발 : $ \ ce {CH3COO- + H2O-> CH3COOH + OH-} $ < < <하지만 더 많은 $ \ ce {OH-} $ !!
물론 $ \ ce {Na +} $는 물에서 해리되므로 $ \ ce {OH-} $와 반응하지 않습니다.
댓글
- 중복이 아니라면 산 염기 적정 곡선에서 pH가 급격히 상승한 이유
답변
연결된 질문의 답변이 너무 길어서 빨리 요약 해 보겠습니다.
필요한 모든 것을 알려주는 등식 Henderson-Hasselbalch 방정식은 다음과 같습니다.
$$ \ mathrm {pH} = \ mathrm {p} K _ {\ mathrm a}-\ log \ frac {\ ce {[A-]}} { \ ce {[HA]}} $$
여기 $ \ ce {HA} $는 약산이며, 짝염기도 약합니다. 그러나 우리는 또한 약한 공액 산을 가진 약염기를 상상할 수 있습니다. 마법은 약산이나 염기를 절반으로 중화하여 약산과 약염기의 혼합물을 만들 때 발생합니다. 오른쪽의 분수는 1에 상당히 가까워집니다.
산을 추가하면 약염기가 중화 될 수 있습니다. 염기를 더 추가하면 약산이 중화 될 수 있습니다. 이러한 양이 상당히 적다고 가정하면 오른쪽 분수의 로그 는 크게 변하지 않으므로 용액의 전체 pH는 많이 변하지 않습니다. 예를 들어 10 배 정도는 pH 값에 $ \ pm 1 $ 정도만 영향을줍니다.
물론 완충액 성분 중 하나를 중화 (또는 중화에 가깝게)하기에 충분한 산이나 염기를 추가하면 버퍼가 작동을 멈 춥니 다. 이것은 또한 분수가 매우 커지거나 0이되고 로그조차도 그것을 바꿀 수 없을 때입니다.
Answer
적정 초기에 $ \ ce {CH3COOH} $가 있습니다. 또는 그렇게 생각할 수 있습니다! 사실, 방정식 $ (1) $에 표시된대로 물과 아세트산의 평형이 있습니다.
$$ \ ce {CH3COOH + H2O < < = > CH3COO- + H3O +} \ tag {1} $$
이 평형은 왼쪽으로 강하게 이동합니다. 하이드로 늄 ($ \ mathrm pK_ \ mathrm a = 0 $)은 매우 강한 산이고 아세트산 ($ \ mathrm pK_ \ mathrm a = 4.76 $)은 다소 약한 산이기 때문입니다. 여기에서 따르는 것은 기본적으로 평형 화학입니다. 수산화 이온을 추가하면 식 $ (2) $에서와 같이 하이드로 늄 이온과 재결합하여 물을 형성하는 큰 경향이 있습니다. 따라서 방정식 $ (1) $의 평형은 점점 더 많은 수산화물이 첨가됨에 따라 천천히 오른쪽으로 이동하여 공식적으로 아세트산을 소비합니다. 평형 $ (1) $이 여전히 평형 상태이므로 $ \ ce {H3O +} $의 농도는 그다지 변하지 않습니다.
$$ \ ce {H3O + + OH- < = > > 2 H2O} \ tag {2} $$
방향 적정이 끝나면 아세트산 ($ \ ce {CH3COOH} $)의 농도가 매우 낮아져 평형을 유지하기 위해 양성자를 물에 기증 할 분자가 줄어 듭니다. 따라서 $ \ mathrm {pH} $ 값은 이전보다 훨씬 더 빠르게 상승하기 시작합니다. 강염기가있는 강산의 적정에서 예상 할 수 있습니다. 곡선의 전환점은 당량점으로, 첨가 된 수산화물의 양이 원래 존재하는 아세트산의 양과 일치합니다.