Bufory

Kwas octowy znajduj

cy si

w tym buforze wyst

puje praktycznie w postaci

steczek niezdysocjowanych i spe

nia funkcj

donatora proton

w. Natomiast

octan sodowy ma posta

jon

w Na

i CH

COO

, przy czym jony CH

COO

jako silna

zasada s

akceptorem proton

w. Donator proton

w CH

COOH (kwas

Broensteda

)

chroni roztw

r przed zmian

pH podczas dodawania do uk

adu zasady. Dodany

nadmiar jon

w OH

przechodzi w niezdysocjowan

wod

COOH + OH

⇔

COO

+ H

Akceptor proton

w jon CH

COO

(zasada

Broensteda

) chroni roztw

r przed

zmian

pH podczas dodawania do uk

adu niewielkiej ilo

ci kwasu (jon

wodorowych,

oksoniowych

COO

+ H

⇔

COOH + H

W reakcji powstaje s

abo zdysocjowany kwas octowy i pH roztworu

praktycznie nie ulega zmianie. W ten spos

b uk

ad buforowany jest obustronnie

–

w kierunku podwy

szania jak i obni

ania pH.

Mechanizm dzia

ania buforu octanowego

Diwodorofosforan

(V) sodu znajduj

cy si

w tym buforze wyst

puje w postaci

jon

diwodorofosforanowych

i spe

nia funkcj

donatora proton

w. Natomiast

hydrofosforan

(V) sodu ma posta

jon

w Na

i HPO

HPO

jako zasada s

akceptorem proton

w. Donator proton

w H

(kwas

Broensteda

) chroni

roztw

r przed zmian

pH podczas dodawania do uk

adu zasady. Dodany nadmiar

jon

w OH

przechodzi w niezdysocjowan

wod

+ OH

⇔

HPO

+ H

Akceptor proton

w jon HPO

(zasada

Broensteda

) chroni roztw

r przed

zmian

pH podczas dodawania do uk

adu niewielkiej ilo

ci kwasu (jon

wodorowych,

oksoniowych

HPO

+ H

⇔

+ H

W reakcji powstaje jon

diwodorofosforanowy

i pH roztworu praktycznie nie

ulega zmianie.

Mechanizm dzia

ania buforu fosforanowego

Mechanizm dzia

ania wska

nika

Dla dok

adnego przeprowadzenia reakcji zoboj

tniania niezb

dne jest

zastosowanie wska

nik

w. Wska

nik bowiem zmienia swoj

barw

zale

nie od

pH roztworu. Nawet bardzo ma

a ilo

ść

wolnego kwasu lub zasady wywo

uje w

ytym wska

niku natychmiastowe zmiany zabarwienia. Zmiana zabarwienia

jest spowodowana dysocjacj

lub cofni

ciem dysocjacji wska

nika. Wynika z

tego wniosek,

e barwa roztworu zale

y od barwy jon

w lub od barwy

niezdysocjowanych cz

steczek wska

nika. Dlatego te

jako wska

nik

ywamy najcz

ęś

ciej s

abych kwas

w lub s

abych zasad organicznych.

Stosowane wska

niki mo

na podzieli

na: 1) jednobarwne oraz, 2)

dwubarwne. Ka

dy wska

nik u

ywany w reakcjach zoboj

tniania

charakteryzuje si

tzw. zakresem zmiany barwy zale

nym od pH. B

łę

kit

bromotymolowy

zmienia swoj

barw

w granicach pH 6

–

7,6. Oznacza to,

w roztworach o pH = 6 lub mniejszej warto

ci pH od 6, wska

nik ten barwi

roztw

r na

to. Je

li roztw

r ma pH wi

ksze lub r

wne 7,6, to po dodaniu

łę

kitu

bromotymolowego

roztw

r barwi si

na niebiesko. Natomiast roztwory

o pH mniejszym od 7,6, a wi

kszym od 6 zabarwiaj

od b

łę

kitu

bromotymolowego

na zielono. Kolor zielony odpowiada zakresowi zmiany

barwy b

łę

kitu

bromotymolowego

11,0-13,0

tropeolina O

9,3 - 10,5

tymoloftaleina

8,3 - 10,0

fenoloftaleina

7,2 - 8,8

czerwie

krezolowa

6,4 - 8,0

czerwie

fenolowa

6,2 - 7,6

bł

kit bromotymolowy

5,2 - 6,8

czerwie

bromokrezolowa

4,5 - 8,3

lakmus

4,2 - 6,3

czerwie

metylowa

3,8 - 5,4

ziele

bromokrezolowa

3,1 - 4,4

oran

metylowy

2,9 - 4,0

ółcie

metylowa

2,4 - 4,0

dinitrofenol

1,2 - 2,8

bł

kit tymolowy

0,2 - 1,8

czerwie

krezolowa

0,1 - 2,7

fiolet metylowy

0,1 - 2,3

ziele

metylowa

0,0 - 2,6

ziele

brylantowa

0,0 - 2,0

ziele

malachitowa

Zakres pH zmiany barwy

Wska

nik

Roztw

r rzeczywisty

To jednorodna mieszanina dwu lub wi

cej rodzaj

steczek nie reaguj

cych chemicznie ze sob

Umownie przyjmuje si

e sk

adnik stanowi

kszo

ść

jest rozpuszczalnikiem a mniejszo

ść

–

substancj

rozpuszczon

. Cz

steczki substancji

rozpuszczonej s

otoczone cz

steczkami

rozpuszczalnika

–

solwatacja (je

eli rozpuszczalnikiem

jest woda

–

hydratacja

Roztwory wodne stanowi

podstawowy sk

adnik materii

ywej oraz

rodowiska w kt

rym istnieje

ycie.

ad koloidalny

Posiada cz

stki tak ma

e nie tworz

zawiesiny ale

za du

e by tworzy

roztw

r rzeczywisty. Cz

stki

koloidowe s

widoczne pod mikroskopem

elektronowym, rozdzieli

je mo

na w ultrawir

wkach

(osocze krwi zwierz

t).

ruchy Browna

efekt

Tyndalla

ony p

przepuszczalne przepuszczaj

steczki

wody i innych rozpuszczalnik

w, natomiast nie

przepuszczaj

wielu

steczek

substancji

steczek

substancji

rozpuszczonych szczeg

lnie du

ych. Nie oznacza

to,

e b

ony

–

szczeg

lnie naturalne

–

jedynie

mechanicznymi sitami przepuszczaj

cymi ma

e a

zatrzymuj

cymi

ksze

steczki.

one

selektywne i wybi

rczo przepuszczaj

jedne

zatrzymuj

c inne nawet o tej samej wielko

steczki.

ne dla

ywego organizmu

Osmoza

–

proces samorzutnego przechodzenia

rozpuszczalnika przez b

przepuszczaln

Dializa

–

proces przechodzenia przez b

przepuszczaln

stek substancji

rozpuszczonej

Zadanie 1

Badanie rozpuszczalno

NaCl

w wodzie

Do kolby sto

kowej (kolby

Erlenmeyera

) odwa

wadze analitycznej dok

adnie 5 g chlorku sodu. Nast

pnie do

tej kolby odmierzy

dok

adnie 10 cm3 wody destylowanej.

Przez 10 minut intensywnie miesza

roztw

r bagietk

Pipet

dodawa

po 1 cm3 wody destylowanej,

dorazowo intensywnie miesza

zawarto

ść

kolby przez 3

–

minuty.

Dodawa

wod

do momentu gdy ca

NaCl

rozpu

ci.

Obliczy

rozpuszczalno

ść

NaCl

w wodzie w temperaturze

wykonywania do

wiadczenia.

Zadanie 2

Otrzymywanie bufor

w o okre

lonym pH

Do 5 prob

wek wprowadzi

podane w ni

ej zamieszczonej

tabeli obj

ci 0,1 mol/dm

kwasu octowego i 0,1 mol/dm

octanu sodowego. Zawarto

ść

prob

wek dok

adnie wymiesza

Obliczy

, korzystaj

c ze wzoru

Hendersona

Hasselbalcha

pH bufor

w otrzymanych w ka

dej z prob

wek. Potwierdzi

prawid

owo

ść

wylicze

wyk

adnika oznaczeniami pH ka

dego

buforu metod

potencjometryczn

oznaczone

potencjometrycznie

Wartość

obliczonego pH

(dla 18

COONa

0,2 mol/dm

COOH

0,2 mol/dm

probówki

Zadanie 3

yw rozcie

czenia buforu na jego pH

Do 5 prob

wek odmierzy

podane w ni

ej zamieszczonej

tabeli obj

ci wody dest. i 0,1 mol/dm

buforu octanowego o

pH 4,7. Obliczy

i wpisa

rozcie

czenie buforu w ka

dej

prob

wce oraz jego molowo

ść

. Do ka

dej prob

wki doda

kropli zieleni

bromokrezolowej

Jak zachowuje si

barwa wska

nika przy poszczeg

lnych

rozcie

czeniach buforu i co to oznacza?

1,5
1,8

1,98

0,5
0,2

0,02

1
2
3
4
5

Barwa ze wsk.

Molowość

Rozcieńczenie

Woda, cm

Bufor, cm

Nr probówki

Zadanie 4

Oznaczanie pojemno

ci buforowej

Do 4 prob

wek odmierzy

wed

ug podanych w ni

ej zamieszczonej

tabeli obj

ci 0,1 mol/dm

octanu sodowego, 0,1 mol/dm

kwasu octowego

i wody. Obliczy

i wpisa

warto

ci rozcie

czenia buforu. Do ka

dej prob

wki

doda

5 kropli zieleni

bromokrezolowej

Do prob

wki nr 4 doda

0,1 cm

0,1 mol/dm

NaOH. Do pozosta

ych

prob

wek dodawa

kroplami 0,05 mol/dm

NaOH, a

do osi

gni

cia barwy

takiej jak w prob

wce nr 4. Zanotowa

obj

ść

z u

ytego NaOH w ka

dej

prob

wce.

Czy rozcie

czenie buforu wp

ywa na jego pojemno

ść

0,5

Obj

ść

tego NaOH,

w kroplach

Rozcie

czenie

Woda

Octan sodowy

0,1 mol/dm

Kwas octowy

0,1 mol/dm

prob

wki

Zadanie 5

Oznaczenie buforuj

cego dzia

ania wybranych

roztwor

w soli

Do 4 ponumerowanych prob

wek odmierzy

po 5 cm

0,1

mol/dm

roztworu kwasu solnego, doda

po 2 krople roztworu b

łę

kitu

bromotymolowego

i zanotowa

w tabeli barw

roztworu.

Do prob

wek doda

po 2 cm

0,1 mol/dm

roztwor

w soli jak w tabeli

poni

ej.

HPO

COONH

NaCl

COONa

Barwa

Roztwór soli

2 cm

Barwa

HCl

0,1 mol/dm

probówki

Zadanie 5

Oznaczenie buforuj

cego dzia

ania wybranych

roztwor

w soli

Do 4 ponumerowanych prob

wek odmierzy

po 5 cm

0,1

mol/dm

roztworu wodorotlenku sodu, doda

po 2 krople roztworu

łę

kitu

bromotymolowego

i zanotowa

w tabeli barw

roztworu.

Do prob

wek doda

po 2 cm

0,1 mol/dm

roztwor

w soli jak w tabeli

poni

ej.

HPO

COONH

NaCl

Barwa

Roztwór soli

2 cm

Barwa

NaOH

0,1 mol/dm

probówki