Дано (в СИ):
- Масса уксусной кислоты (CH3COOH) = 12 г
- Масса ацетата натрия (CH3COONa) = 8,2 г
- Объем раствора = 1 л
Молярная масса уксусной кислоты = 60 г/моль
Молярная масса ацетата натрия = 82 г/моль
Найти:
- pH буферного раствора
- Буферную емкость
Решение:
1. Рассчитаем количество уксусной кислоты:
n_ac = масса / молярная масса = 12 г / 60 г/моль = 0,2 моль
2. Рассчитаем количество ацетата натрия:
n_acet = масса / молярная масса = 8,2 г / 82 г/моль = 0,1 моль
3. Применим уравнение Хендерсона-Хассельбальха для расчета pH:
pH = pKa + log( [A^-] / [HA] )
Где:
pKa уксусной кислоты ≈ 4,76
Подставим значения:
pH = 4,76 + log( 0,1 / 0,2 )
= 4,76 + log( 0,5 )
= 4,76 - 0,301
= 4,459
4. Рассчитаем буферную емкость (B):
Буферная емкость определяется как:
B = dC / dpH
Для простоты, можно использовать:
B = 2.303 * (C_A + C_H)
Где C_A = концентрация ацетата натрия, C_H = концентрация уксусной кислоты.
C_A = n_acet / V = 0,1 моль / 1 л = 0,1 моль/л
C_H = n_ac / V = 0,2 моль / 1 л = 0,2 моль/л
Итого:
B = 2.303 * (0,1 + 0,2) = 2.303 * 0,3 = 0,691 моль/(л·pH)
Ответ:
pH ≈ 4,46
Буферная емкость ≈ 0,691 моль/(л·pH)