집 상수도

완충 용액의 pH. 완충 용액 완충 용액 완충 용액의 pH는 다음에 따라 달라집니다.

화학 분석을 수행할 때 일정한 특정 값에서 반응을 수행해야 하는 경우가 종종 있습니다. pH해결책. 이 경우 일정 시간 동안 일정한 값을 유지할 수 있는 완충액을 사용합니다. pH용액에 강산(예: HCl), 알칼리(예: NaOH)를 첨가할 때와 용액을 희석할 때. 일반적으로 완충 용액은 약산과 그 염의 혼합물입니다(pH가 있는 산성 완충 시스템).< 7), слабого основания и его соли (основная буферная система, c pH >7) 또는 산성염과 중간염의 혼합물.

아세테이트 완충액의 예를 사용하여 완충 작용의 메커니즘을 고려해 보겠습니다.

이는 약산의 해리 반응의 평형 위치 이동을 기반으로 합니다.

(2)

용액에서 완전히 해리되는 강한 전해질 CH3COONa가 있는 경우:

평형 (1)은 왼쪽으로 강하게 이동하므로 해리되지 않은 CH3COOH 분자의 농도는 산 농도와 거의 같고 CH3COO 이온의 농도는 염 농도와 같습니다.

희석 용액의 경우 CH 3 COONa와의 혼합물에서 해리 상수 Kd는 산과 염의 평형 농도로 표현될 수 있습니다.

, (4)

방정식 (4)의 로그를 취한 후 우리는 의존성을 얻습니다. pH소금과 산의 농도에 따라.

(5)

= -lg 케이디.

아세트산의 경우 값은 다음과 같습니다.

아세트산 완충 용액의 완충 효과는 이 용액에 강산(예: HCl)을 첨가하면 강산이 해리되어 용액에서 과잉 수소 이온이 발생한다는 사실에 기인합니다.

약한(낮은 해리) 아세트산의 음이온에 결합 , 그래서

알칼리(예: NaOH)를 첨가하면 수산화 이온 OH-가 아세트산에 의해 중화되어 중화 반응의 결과로 약한 전해질인 물을 형성합니다.

두 경우 모두 용액 내 수소 및 수산화물 이온의 농도는 실제로 변하지 않습니다. 즉, 원래 값이 유지됩니다. pH.

암모니아완충용액은 수산화암모늄과 염화암모늄의 혼합물이다. 암모니아 완충액의 경우 pH 의존성은 방정식 (6)에 의해 결정됩니다.

(6)

수산화암모늄의 경우 .

이러한 용액에 산이나 알칼리를 첨가하면 수소 이온이 중화되거나 수산화 이온이 약한 전해질(수산화 암모늄)에 결합됩니다. (현대 개념에 따르면 - 암모늄 수화물에서 ):

값은 그대로 유지됩니다 pH시작 솔루션.

물로 희석하면 완충 시스템이 일정하게 유지됩니다. pH약산 또는 약염기의 해리 상수의 일정성에 의해 결정되는 산과 짝염기 사이의 평형 유지로 인해.

방정식으로부터 다음과 같습니다. pH희석해도 완충액은 변하지 않습니다. 그러나 완충액의 농도가 크게 감소하면 (2)에 따른 약전해질의 해리 정도가 증가하므로 pH버퍼는 강한 희석으로 변경됩니다.

버퍼 시스템은 두 가지 매개변수로 특징지어집니다.

1. 이러한 솔루션이 창출하는 것의 중요성 pH;

의미 pH완충 시스템에서는 약산 또는 약염기의 해리 상수 값에 의해 결정됩니다. 산성 완충 시스템에서는(약산 + 약산 염) – 약산 농도의 비율에 따라 결정됩니다. 와 함께신맛과 그 소금 와 함께소금; 염기성 완충 시스템(약염기 + 그 염) – 약염기의 농도 비율 와 함께기본 및 그 염 와 함께소금.

2. 버퍼 용량.

구성이 다른 완충 혼합물의 완충 효과는 동일하지 않습니다. 환경 반응의 변화(즉, 환경의 변화)에 대응하는 완충 시스템의 능력을 특징짓는 중요한 양입니다. pH) 산이나 알칼리를 첨가할 때 시스템의 완충 용량입니다.

버퍼 용량용액은 완충 용액 1리터(1dm3)에 첨가될 때 산 또는 알칼리의 몰수로 변화합니다. pH유닛 당.

버퍼 용량은 실험적으로 결정되거나 계산될 수 있습니다.

일정한 값을 유지하는 버퍼 시스템의 능력 pH이는 무제한이 아니며 시스템의 질적 구성과 구성 요소의 농도에 따라 달라집니다. 상당한 양의 강산이나 강염기가 완충 시스템에 추가되면 눈에 띄는 변화가 관찰됩니다. pH.

산 또는 알칼리에 대한 시스템의 완충 용량은 다음 공식을 사용하여 계산됩니다.

어디 와 함께그리고 V- 완충용액에 첨가된 산이나 알칼리의 농도와 부피 V버퍼, - 변경 pH산이나 알칼리를 첨가한 후.

완충 용액 또는 간단히 완충 용액은 소량의 산이나 염기를 첨가해도 pH가 크게 변하지 않는 용액입니다.

완충 용액은 네 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.

강산을 함유한 완충액

질산과 같은 강산은 낮은 pH 완충액으로 사용될 수 있습니다. 강산은 수용액에서 완전히 해리되므로 그 용액은 하이드로늄 이온 농도가 높은 것이 특징입니다. 따라서 강산에 소량의 산이나 염기를 첨가하면 강산 용액의 pH에 미미한 영향만 미칩니다.

예를 들어, 농도가 0.1mol/dm3인 염산 1cm3을 농도가 0.01mol/dm3인 질산 용액 100cm3에 첨가하면 염산은 2.00에서 1.96으로 감소합니다. 0.04의 pH 변화는 무시할 수 있는 것으로 간주될 수 있습니다. 염산을 첨가하기 전후의 용액의 위 pH 값을 확인하려면 다음 방정식을 사용하십시오.

이제 표시된 미미한 pH 감소를 0.1 mol/dm3 농도의 용액을 100 cm3의 순수한 물에 첨가한 결과와 비교해 보겠습니다. 이 경우 pH는 7.00에서 4.00으로 급격히 감소합니다. 분명히, 순수한 물은 pH를 거의 동일한 수준으로 유지하지 않기 때문에 완충 용액으로 작용하지 않습니다. 완충 용액의 농도는 그림 1과 2에 표시된 적정 곡선의 평평한 부분에 해당합니다. 8.2. 적정 곡선의 이러한 부분을 완충 영역이라고 합니다. 완충 영역에서 pH 값은 산이나 염기 농도의 작은 변화에 둔감합니다.

강염기가 포함된 완충액

어떠한 강염기라도 고가의 완충액으로 사용될 수 있으며, 이러한 완충액에 소량의 산이나 염기를 첨가해도 효과는 무시할 수 있습니다. 12.00부터 11.96까지. 이 경우 변화량은 0.04에 불과합니다. 이 결과는 식 (6)과 관계식을 사용하여 확인할 수 있습니다.

약산을 함유한 완충액

약산과 그 염 중 하나를 사용하여 4에서 7 사이의 안정적인 값을 갖는 완충 용액을 얻을 수 있습니다. 이를 위해 아세트산과 아세트산 나트륨의 혼합물이 자주 사용됩니다. 수용액의 아세트산나트륨은 완전히 이온화됩니다.

대조적으로, 아세트산은 부분적으로만 이온화됩니다.

산을 첨가하면 이 평형이 왼쪽으로 이동하고 첨가된 이온의 함량이 감소하여 원래 값으로 돌아갑니다.완충용액에 아세트산나트륨이 존재하면 첨가된 부분의 효과를 보상할 수 있는 많은 이온 공급이 제공됩니다. 산.

염기를 첨가하면 하이드로늄 이온에 의해 중화됩니다.

이 반응의 결과로 이온이 제거되면 평형(7)이 오른쪽으로 이동한다는 사실이 발생합니다. 이온 농도와 그에 따른 용액의 값은 일정하게 유지됩니다. 완충 용액에 아세트산이 존재하면 해리할 수 있는 해리되지 않은 분자가 대량으로 공급되므로 필요한 경우 염기 부분의 추가를 보상할 수 있습니다.

완충용액의 효과는 대량행동의 법칙에 기초하여 정량적으로 고려될 수 있다. 이전 섹션에서 보았듯이 이 법칙을 아세트산의 해리 평형에 적용하면 아세트산의 해리 상수에 대해 다음과 같은 식을 얻을 수 있습니다.

이 표현식에 로그를 취하면 다음과 같은 결과가 나옵니다.

완충 용액에서 해당 입자의 총 농도는 어디에 있습니까? 아세트산의 해리상수는 표와 같습니다. 8.1). 이는 아세트산의 해리 평형이 다음과 같이 설명됨을 의미합니다.

식 (7)은 왼쪽으로 크게 이동합니다. 이러한 이유로 완충 용액의 총 이온 수에 대한 아세트산의 상대적 기여도는 작습니다. 방정식 (8)의 값은 거의 전적으로 소금의 기여로 인한 것입니다. 이온으로 완전히 해리되는 아세트산 나트륨 따라서,

아세트산은 완충 용액에서 약간 해리되기 때문에 평형 혼합물(7)의 산 농도는 완충 용액의 초기 농도와 거의 일치합니다. 이를 통해 다음을 작성할 수 있습니다.

얻은 결과를 방정식 (8)로 대체하면 다음과 같습니다.

결과적인 관계를 약산과 그 염으로 구성된 완충 용액에 대한 헨더슨 방정식이라고 합니다. 이는 다양한 계산, 즉 다음을 계산하는 데 사용될 수 있습니다. 완충 용액;

필요한 값의 완충 용액을 얻는 데 필요한 산 또는 염의 양

완충용액에 소량의 산이나 염기를 첨가하면 완충용액에 변화가 일어납니다.

a) 다음과 같은 완충용액을 얻기 위한 농도의 아세트산에 아세트산나트륨을 얼마만큼 녹여야 하는가?

b) 다음과 같은 농도의 용액이 존재한다면 이 완충 용액은 어떻게 변할까요?

a) 방정식 (9)에서 다음을 쉽게 찾을 수 있습니다.

상태와 상태에 따라

표에 따르면. 8.1.

이 모든 값을 결과 방정식에 대입하면 다음과 같습니다.

따라서,

이는 완충 용액 c를 얻으려면 아세트산 나트륨 1몰을 아세트산에 용해시켜야 함을 의미합니다.

아세트산나트륨의 상대 몰 질량:

따라서 아세트산 나트륨 1몰의 질량은 다음과 같습니다.

따라서 1.46g의 아세트산 나트륨을 함유한 완충 용액을 얻으려면 아세트산에 용해시켜야 합니다.

b) 다음과 같은 농도의 용액 1cm3에

0.001 mol 형성과 반응하므로 농도는 0.001 mol/dm3만큼 감소하고 농도는 0.001 mol/dm3 증가합니다(약간의 부피 증가는 무시할 수 있음). 따라서,

따라서 완충용액에 알칼리를 첨가하면 0.07의 미미한 변화가 일어나야 한다.

약산을 함유한 완충 용액을 고려할 때 한 가지 특별한 경우가 발생합니다. Henderson 방정식은 염 농도가 산 농도와 정확히 같을 때 완충 용액은 해당 산과 동일하다는 것을 보여줍니다.

예를 들어, 0.1 mol/dm3 용액 100 cm3을 0.1 mol/dm3 용액 100 cm3에 첨가하면 생성된 완충액의 pH는 25°C에서 4.75가 되어야 합니다.

약한 염기를 포함하는 완충 용액

약염기와 그 염 중 하나를 혼합하면 7~10 범위의 안정적인 값을 갖는 완충 용액을 얻을 수 있습니다. 이러한 유형의 일반적인 완충 용액은 암모니아와 염화암모늄 용액입니다. 수용액에서 염화암모늄은 완전히 해리됩니다.

암모니아는 물에서 부분적으로만 해리됩니다.

이 완충액에 산을 첨가하면 이온에 의해 중화되어 평형(10)이 오른쪽으로 이동합니다. 이 변화는 일정한 이온 농도를 유지하므로

염기를 첨가하면 평형(10)이 왼쪽으로 이동하고 OH 이온의 농도는 일정하게 유지됩니다. 완충액에 염화암모늄이 존재하면 이온 공급량이 많아 염기 첨가 부분의 영향을 보상할 수 있습니다.

약한 염기와 그 염 중 하나를 포함하는 완충 용액에 대한 헨더슨 방정식은 다음과 같습니다.

완충액의 응용

버퍼 솔루션은 많은 기술 프로세스에서 중요한 역할을 합니다. 예를 들어 보호 코팅의 전기화학적 적용, 염료, 사진 재료 및 가죽 생산에 사용됩니다. 또한 완충 용액은 화학 분석 및 pH 측정기 교정에 널리 사용됩니다(10장 참조).

많은 생물학적 및 기타 시스템은 일정한 pH를 유지하기 위해 포함된 완충 용액에 의존합니다. 이러한 시스템 중 일부의 정상적인 pH 값이 표에 나열되어 있습니다. 8.6. 예를 들어, 혈액 내 이산화탄소 함량과 이에 따른 탄산 함량이 크게 다를 수 있음에도 불구하고 인체 혈액의 pH는 7.35~7.45 사이로 유지됩니다. 혈액에 포함된 완충액은 인산염, 중탄산염, 단백질의 혼합물입니다. 단백질 완충제는 눈물의 pH를 7.4로 유지합니다. 세균학 연구에서는 박테리아 성장에 사용되는 배양 배지의 pH를 일정하게 유지하기 위해 완충 용액도 사용해야 합니다.

표 8.6, 일부 생물학적 시스템 및 기타 용액의 pH 값

완충 용액이 호출됩니다. 소량의 강산이나 강염기를 희석하거나 첨가해도 동일한 pH 값을 유지하는 용액.양성자용해 완충용액은 같은 이름의 이온을 함유한 전해질의 혼합물입니다. 주로 두 가지 유형의 양성자용해 완충용액이 있습니다. 약산과 과량의 짝염기(강염기와 이 산의 음이온으로 형성된 염)로 구성됩니다. 예: CH 3 COOH 및 CH 3 COONa - 아세테이트 완충액, 기본, 즉 약염기와 과량의 짝산(즉, 강산과 이 염기의 양이온에 의해 형성된 염)으로 구성됩니다. 예: NH 4 OH 및 NH 4 Cl – 완충 시스템 방정식은 Henderson-Hasselbach 공식을 사용하여 계산됩니다.

pH = pK + ℓg, pOH = pK + ℓg,

여기서 pK = -ℓg K·D.

C – 몰 또는 등가 전해질 농도(C = VN)

완충 용액의 작용 메커니즘

아세테이트 완충액의 예를 사용하여 생각해 봅시다. CH 3 COOH + CH 3 COONa 소량의 염산을 첨가하면 H + 이온이 짝염기 CH 3 COO에 결합하여 용액에 존재하는 약한 전해질 CH 3 쿠오.

CH 3 COO‾ +H + ←CH 3 COOH(1)

방정식(1)으로부터 강산 HC1이 등량의 약산 CH 3 COOH로 대체된다는 것이 분명합니다. CH 3 COOH의 양이 증가하고 W. Ostwald의 희석 법칙에 따라 해리 정도가 감소합니다. 결과적으로 완충액의 H + 이온 농도가 증가하지만 아주 약간 증가합니다. pH는 일정하게 유지됩니다.

완충액에 산을 첨가할 때 pH는 다음 공식에 의해 결정됩니다.

pH = pK + ℓg

완충액에 소량의 알칼리를 첨가하면 CH 3 COOH와 반응합니다. 아세트산 분자는 수산화물 이온과 반응하여 H 2 O 및 CH 3 COO ‾를 형성합니다.

CH 3 COOH +OH ‾ ←CH 3 COO‾ +H 2 O(2)

결과적으로, 알칼리는 등량의 약염기성 염 CH 3 COONa로 대체됩니다. CH 3 COOH의 양은 감소하고 W. Ostwald의 희석 법칙에 따르면 해리되지 않은 나머지 CH 3 COOH 분자의 잠재적인 산성으로 인해 해리 정도가 증가합니다. 결과적으로, H + 이온의 농도는 사실상 변하지 않습니다. pH는 일정하게 유지됩니다.

알칼리를 첨가할 때 pH는 다음 공식에 의해 결정됩니다.

pH = pK + ℓg

완충액을 희석해도 pH도 변하지 않습니다. 해리 상수와 성분 비율은 변하지 않습니다.

따라서 완충액의 pH는 해리 상수와 성분의 농도 비율에 따라 달라집니다. 이 값이 높을수록 완충액의 pH가 높아집니다. 완충액의 pH는 성분 비율이 1과 같을 때 가장 커집니다.

버퍼를 정량적으로 특성화하기 위해 개념이 도입되었습니다. 버퍼 용량.

버퍼 용량

이는 환경의 pH 변화에 대응하는 완충 시스템의 능력입니다. 완충 효과가 중단되는 pH 값의 범위를 초과 및 미만으로 합니다. 완충 지대. pH = pK ± 1과 같습니다. 완충 용량(B)은 pH를 1만큼 이동시키기 위해 완충액 1리터에 첨가해야 하는 강산 또는 알칼리의 몰당량 수로 표현됩니다.

비 =

B – 버퍼 용량,

n E – 강산 또는 알칼리의 몰당량,

pH Н – 초기 pH 값(산 또는 알칼리를 첨가하기 전)

pH K – 최종 pH 값(산 또는 알칼리 첨가 후)

ΔрН – pH 변화.

버퍼 용량은 다음 공식으로 계산됩니다.

V - 산 또는 알칼리의 양,

N – 산 또는 알칼리의 등가 농도,

V 버프. - 완충 용액의 부피,

Δ pH – pH의 변화.

완충 용량은 전해질 농도와 완충 성분의 비율에 따라 달라집니다. 성분 농도가 높고 성분 비율이 1인 용액이 완충 용량이 가장 큽니다.단백질, 헤모글로빈, 인산염 및 중탄산염 완충제는 인체에서 작동합니다.

분석 화학에 사용되는 복합 화합물의 유형. 그들의 속성. 한자리 및 여러자리 리간드와의 착화합물: 착화합물의 구조, 착화합물 용액의 평형, 착이온의 안정성 상수.

분석 화학의 연결 집합입니다. 양이온의 정성 분석

첫 번째 양이온 그룹

첫 번째 분석 양이온 그룹에는 칼륨 이온 K+, 나트륨 Na+, 암모늄 NH4+ 및 마그네슘 Mg2+가 포함됩니다. 다른 그룹의 양이온과 달리 칼륨, 나트륨 및 암모늄염은 물에 쉽게 용해됩니다. Mg2+ 이온의 특성은 이 그룹의 다른 양이온과 다소 다릅니다. 이는 물에 난용성 산화물 수화물, 인산염 및 이산화탄소 염을 형성합니다. 물에 대한 이산화탄소 염의 불용성은 2족 양이온의 가장 중요한 분석 특성이므로 Mg2+는 때때로 그 중 하나로 분류됩니다.

칼륨 양이온의 반응

코발티니트산 나트륨 Na3과의 반응.

중성 또는 아세트산 용액에 용해된 코발티니트산나트륨은 칼륨 이온과 함께 노란색 결정을 생성합니다. 칼륨-나트륨 코발티니트산염 침전물:

2KCl + Na3 = K2Na + 2NaCl

또는 이온 형태로:

2K+ +Na+ + 3- = K2Na

암모늄 양이온의 반응

네슬러 시약과의 반응

(요오드화 수은 K2의 알칼리 용액).

이 시약은 암모늄염과 함께 조성 I의 적갈색 침전물을 생성합니다(구조식은 HO – Hg –NH – I입니다):

NH4Cl + 2 K2 + 4KOH = I + 7KI + KCl + 3H2O

또는 이온 형태로:

NH4+ + 2- + 4OH- = I + 7I- + 3H2O

극소량의 암모늄염의 경우 침전물 대신 노란색 용액이 얻어집니다. 반응은 매우 민감합니다.

두 번째 양이온 그룹

두 번째 분석 양이온 그룹에는 Ba2+, Ca2+, Sr2+ 이온이 포함됩니다.

이를 알칼리 토금속이라고 합니다. 그들의 활동에서는 알칼리 금속보다 약간 열등합니다. 알칼리 토금속은 다량의 염을 형성합니다. 이들 중 할로겐화물, 질산염, 아세트산 및 산성 탄산염은 용해됩니다. 그룹 시약은 Ba2+ 및 Ca2+ 이온, 수불용성 평균 염인 BaCO3 및 CaCO3로 형성된 탄산암모늄(NH4)2CO3입니다.

칼슘 양이온의 반응

페로시안화칼륨 K4와의 반응.

암모늄염이 존재하는 상태에서 칼슘염을 함유한 이 시약은 이미지입니다. 칼슘 및 페로시안화암모늄 Ca(NH4)2의 백색 결정질 침전물:

CaCl2 + 2NH4Cl + K4 = Ca(NH4)2 + 4KCl

또는 이온 형태로:

Ca2+ + 2 NH4+ + 4- = Ca(NH4)2

세 번째 양이온 그룹

세 번째 분석 양이온 그룹에는 Al3+, Cr3+, Fe2+, Fe3+, Mn2+, Zn2+ 이온이 포함됩니다.

이 그룹의 황 화합물은 물에는 용해되지 않지만 희석된 미네랄에는 용해됩니다. 결과적으로 황화수소는 산성 용액에서 3족 양이온을 침전시키지 않습니다. 황화수소 대신 황 화합물 형태로 3족 양이온을 완전히 침전시키는 시 잘 해리된 염. 그룹 시약은 황화암모늄(NH4)S입니다. 이들 원소의 염화물, 황산염, 질산염은 물에 용해됩니다. 가수분해로 인해 용액은 약산성 반응을 보입니다.

철 양이온의 반응

K4는 산성 매질에서 Fe3+ 염과 함께 프러시안 블루(Prussian blue)라고 불리는 파란색 침전물을 생성합니다.

4FeCl3 + 3 K4 = Fe43 + 12KCl

또는 이온 형태로:

4Fe3+ + 3 = Fe43

2가 철 양이온의 반응

헥사시아노철산칼륨(III) K3과의 반응.

적혈구 염이라고 불리는 K3는 산성 매질에서 Fe2+ 염과 함께 진한 파란색 황화철 침전물(Turnboole blue) Fe32를 생성합니다.

3FeSO4 + K3 = Fe32 + K2SO4

또는 이온 형태로:

3Fe2+ + 3- = Fe32

아연 양이온의 반응

헥사시아노철산칼륨(II) K43과의 반응.

K4는 아연 이온과 함께 칼륨과 아연의 황화철의 흰색 침전물을 형성합니다.

3ZnCl2 + 2K4 = Zn3K22 + 6KCl

또는 이온 형태로:

3Zn2+ + 2K+ 2 = Zn3K22

네 번째 양이온 그룹

양이온에는 Hg2+, Cu2+, Bi3+, Ag+, Pb2+가 포함됩니다.

이들 금속의 황 화합물은 묽은 산에 용해되지 않습니다. 그룹 시약 - 황화수소. 네 번째 그룹의 많은 양이온은 암모니아, 시안화물 화합물과 강한 착물을 형성하는 경향이 있습니다. 그리고 당신 안에 있는 다른 사람들도 성공적으로 사용되었습니다. 분석적으로 화학.

구리 양이온의 반응

헥사시아노철산칼륨(II) K43과의 반응.

K4 할당 2가 구리염 용액에서 원통형 철 구리 Cu2의 적갈색 침전물:

2CuSO4 + K4 = Cu2 + 2K2SO4

또는 이온 형태로:

2Cu2+ + 4- = Cu2

침전물은 묽은 산에서는 반응하지 않지만 NH4OH에는 용해되어 구리 암모니아를 형성합니다.

Cu2 + 12NH4OH = 2(OH)2 + (NH4)4 + 8H2O

또는 이온 형태로:

Cu2 + 8NH3 = 22+ + 4-

5번째 양이온 그룹

다섯 번째 분석 그룹에는 비소, 안티몬 및 주석의 양이온이 포함됩니다.

그룹 시약 – 암모늄 폴리설파이드. 황화암모늄은 황화암모늄에 황을 용해시켜 제조됩니다. 산화제이며 모든 착화합물입니다. 리간드라고 불리는 중심 원자와 그 주위에 결합된 입자로 구성됩니다. 중심 원자와 리간드 사이의 화학 결합은 전자 쌍의 공여체가 리간드이고 수용체가 중심 원자인 공여체-수용체 특성입니다. 리간드는 중심 원자와 화학 결합을 형성할 수 있는 여러 개의 공여 원자를 가질 수 있습니다. 이 특징에 따라 한자리와 다자리로 구분됩니다. 한자리 리간드가 점유되었습니다. 중심 원자에 하나의 배위 부위; 여러자리 – 여러 개: 2개, 3개 등 최대. 한자리 리간드의 수, no.m. 중심 원자 주변에 위치하는 것을 착화 원자의 배위수라고 합니다. 중심 원자와 그 주위에 위치한 리간드는 이미지입니다. 내부 조정 영역, 때로는 첫 번째 조정 영역이라고도 합니다. 내부 조정 영역은 긍정적일 수도 있고 부정적일 수도 있습니다. 또는 전기 요금이 0입니다. 내부 배위구에 전하가 있는 경우 복합 양이온 또는 음이온을 다루고, 전기적 중성을 위해 복합 화합물은 외부 또는 두 번째 배위구에 위치한 음이온 또는 양이온을 포함해야 합니다. 내부 커뮤니케이션 외부 배위 구체는 본질적으로 순전히 이온 성입니다. 따라서 수용액에서는 복합체의 외부 배위구에 위치한 이온이 완전히 해리되며, 리간드는 음이온 또는 극성 분자이다. 무기 리간드에는 다음이 포함됩니다. 물과 암모니아 분자뿐만 아니라 수산화물, 할로겐화물, 시안화물 이온 등 가장 일반적인 리간드 중 하나는 암모니아입니다. 유기 리간드가 있는 복합체는 강렬한 색상을 가지며 물에서는 테두리가 없고 유기물에서는 쉽게 p-림이 됩니다. 환경 일반적으로 리간드는 유기 시약의 작용기의 일부인 산소, 질소, 황, 인 및 비소와 같은 공여체 원자를 포함합니다.

여러자리 리간드와의 복합체에서는 킬레이트 고리가 형성될 수 있습니다. 이러한 복합체를 킬레이트라고 합니다. 금속 이온에 의해 리간드의 산성 그룹에서 하나 이상의 양성자가 치환된 결과로 사이클 폐쇄가 발생하는 킬레이트를 복합체 내 화합물이라고 합니다.

관련 정보.

완충 용액은 일정한 상수를 갖는 화학 시약입니다.pH

실험실 유리 제품, 실험실 장비, 기기 및 화학 물질은 전문 분야에 관계없이 모든 현대 실험실의 네 가지 주요 구성 요소입니다. 목적에 따라 실험실 제품(유리 제품, 장비, 도구)은 플라스틱, 도자기, 석영, 붕규산염, 실험실 유리 등 다양한 재료로 만들어집니다. 이는 가격과 품질의 문제일 뿐입니다. 화학 시약은 실험실 장비 목록에서 특별한 위치를 차지합니다. 화학 시약이 없으면 가장 간단한 분석, 연구 또는 실험도 수행할 수 없습니다.

실험실 실습에서 직원은 특정 pH 값을 갖거나 가져야 하는 화학 용액을 자주 접하게 됩니다. 이러한 목적을 위해 특수 완충 용액이 만들어집니다.

이 솔루션은 무엇입니까?

완충 용액은 일정하고 안정적인 농도의 수소 이온을 함유하는 화학 시약입니다. 약하게 농축된 산과 그 염의 혼합물. 이러한 용액은 농축되거나 다른 화학 시약으로 희석되거나 고농축 알칼리 또는 산이 소량 첨가되어도 구조가 실질적으로 변하지 않습니다. 다른 pH의 완충 용액을 얻으려면 사용되는 화학 용액의 농도와 비율을 변경해야 합니다.

이 화학 시약은 공격적인 매체, 알칼리 및 산의 특정 양에 따라 특정 pH 값을 특정 수준으로 유지할 수 있습니다. 각 완충 혼합물에는 특정 완충 용량, 즉 알칼리와 산 원소의 등가 비율이 있습니다.

불행하게도 산과 알칼리 자체는 완충 혼합물로 분류될 수 없습니다. 왜냐하면 산과 알칼리를 물로 희석하면 공격적인 매체의 pH 수준이 변하기 때문입니다.

실험실 실습에서는 교정 완충액 혼합물도 적용 가능합니다. 액체 물질의 산도, 즉 다양한 수소 이온 환경에서의 활성을 결정하는 데 사용되는 기기 표시기의 정확도를 조정하도록 설계되었습니다.

실험실 조건 및 개인 실습 모두에서 작업하려면 특수 실험실 장비 및 도구에 실험실 유리 제품을 사용하여 전문 실험실에서 준비된 매우 안정적인 완충 혼합물을 사용하는 것이 좋습니다. 이 화학 시약의 독립적인 제조에는 큰 오류가 있을 수 있습니다.

완충액은 무엇으로 구성되어 있나요?

이 화학 시약의 구성에는 물과 용매가 포함됩니다. 산성 또는 알칼리성 완충 시스템을 구성하는 용해된 이온 또는 물질 분자. 완충 시스템은 약하게 농축된 산과 그 염 중 하나의 상호 작용입니다.

이러한 화학 시약은 현대 실험실 장비 및 장비와 함께 분석 화학 연구, 생물학 및 미생물학, 유전학, 의학, 제약, 연구 센터 및 기타 과학 분야에서 폭넓게 응용되고 있습니다.

인간을 위한 완충액의 중요성

천연 완충 혼합물은 조직, 기관, 림프 및 혈액의 생물학적 체액의 pH 수준을 일정하게 유지하는 데 도움이 되므로 신체의 정상적인 기능에도 매우 중요합니다.

보관 조건

이 화학물질은 밀봉된 용기(유리 또는 플라스틱 병)에 보관해야 합니다.

고품질의 실험실 장비를 저렴한 가격에 구입할 수 있는 곳?

모스크바의 화학 시약 소매 및 도매 "Prime Chemicals Group"의 현대 전문 매장에서 화학 시약, 기기, 장비, 실험실 유리 제품을 구입하는 것이 수익성이 있습니다. 이곳에서는 유명 브랜드의 다양한 고품질 제품을 합리적인 가격으로 만나보실 수 있습니다. 시내는 물론 전 지역까지 배송 서비스도 제공하고 있습니다.

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학생은 다음을 할 수 있어야 합니다:

1. 완충 시스템의 pH를 계산합니다.

2. 솔루션의 버퍼 용량을 계산합니다.

소량의 강산과 알칼리를 첨가하거나 희석하여도 pH가 거의 변하지 않는 용액을 용액이라고 합니다.

완충기.

대부분의 경우 약산과 그 염의 혼합물, 약염기와 그 염의 혼합물, 또는 마지막으로 다양한 치환도의 다염기산 염 용액의 혼합물이 완충 용액으로 사용됩니다.

예: UNDC

포름산염, pH = 3.8

CH3 쿠오

아세테이트, pH = 4.7

CH3 COONa

NaH2PO4

인산염, pH = 6.6

Na2HPO4

	NH4OH		암모니아, pH = 9.25
	NH4CI

	버퍼 시스템의 작동 메커니즘을 고려해 보겠습니다.
	1. 용액에 산을 첨가하면 수소 이온이 결합합니다.
	약산:
	CH3 쿠오		CH3 쿠오


	CH3 COONa		CH3 쿠오
	2. 용액에 염기를 첨가하면 수산화 이온이 결합합니다.
	약한 전해질(H2O):
	CH3 쿠오		CH3 COONa


	CH3 COONa		CH3 COONa

완충 용액에 산이나 염기를 첨가할 때 약한 전해질이 형성되면 pH 안정성이 결정됩니다.

완충 용액의 pH 계산

1. 완충 용액이 형성됨	pH = pK산 -	산으로
약산과 그 염
		소금으로
		소금으로
	pK는 산의 강도 지수입니다.
	рК = - LG 카시드

2. 완충 용액이 형성됨	pOH = pCobas.		처음부터
약한 염기와 그 염.
			소금으로
			소금으로
	pH + pOH = 14라는 것을 알고 있으므로
	pH = 14 - pHKn.		처음부터

			소금으로
			소금으로

일정한 pH를 유지하는 완충 시스템의 능력은 다음에 의해 결정됩니다. 버퍼 용량. 1리터에 첨가해야 하는 강산이나 강염기의 몰 당량수로 측정됩니다.

용액의 완충 시스템을 사용하여 pH를 1씩 변경합니다.

다음 공식을 사용하여 완충액 혼합물의 용량을 계산합니다.

여기서 B는 버퍼 용량입니다.

CA, CB – 완충 혼합물의 물질 농도.

혼합물 성분의 농도가 높을수록 완충 용량이 커집니다. 완충액 혼합물의 작용이 충분히 효과적이려면, 즉 용액의 완충 용량이 너무 많이 변하지 않도록,

한 성분의 농도는 다른 성분의 농도를 10배 이상 초과해서는 안 됩니다.

일반적인 문제 해결의 예

형성된 완충 용액의 pH 계산

약산과 그 염

예 1. 0.03N 아세트산 CH3 COOH 용액과 다음의 혼합물의 pH를 계산합니다.

산의 강도 지수 pK = 4.8인 경우 CH3 COONa의 0.1N 용액.

pK(CH3 COOH) = 4.8 C(f(CH3 COOH) =

0.03 mol / l C (f (CH3 COOHa) \u003d

CH3 COOH 및 CH3 COONa에 대해 M(f) = M이므로 이들 물질에 대해 C = C(f)

pH pKacid. - LG 사워. 쏠리

pH 4.8 - lg 0.03 4.8 lg 0.3 4.8 - (-0.52) 5.32 0.1

답: pH = 5.32

실시예 2. 20ml를 혼합하여 얻은 용액의 pH를 계산합니다.

0.05m 아질산 용액 HNO2 및 30ml 1.5m 아질산나트륨 용액

NaNO2.


V(HNO2) = 20ml	1. 혼합 후 용액의 부피를 구합니다.
C(HNO2) \u003d 0.05mol/l	산 HNO2 및 염 NaNO2 및 그 농도
V(HNO2) = 30ml	결과 혼합물에서 :
C(HNO2) \u003d 1.5mol/l	V = 20 + 30 = 50ml

	C(HNO2)	0.02몰/리터

2. 표에서 우리는 pK HNO를 발견했습니다. 2 = 3,29.

3. pH 계산:

C(NaNO2) 1.5 30 0.9 mol/l 답: pH = 4.94 50

예 3. pH = 4의 완충 용액을 얻기 위해 2m 아세트산 CH3 COOH 용액 100ml에 0.5m 아세트산나트륨 CH3 COONa 용액을 얼마나 첨가해야 합니까?


C(CH3 COOHa) \u003d 0.5mol/l

		소금으로
	신맛이 나는

	소금으로

따라서 염 농도에 대한 산 농도의 비율은 다음과 같습니다.

5.754:1과 같아야 합니다.

2. 완충 시스템의 산 농도를 구합니다.

4. 0.5m 아세트산 나트륨 CH3 COONa 용액의 양을 구하십시오.

예 4. pH = 6인 완충 시스템을 얻기 위해 NaH2 PO4 및 Na2 HPO4 조성의 염 용액을 어떤 몰비로 사용해야 합니까?

1. 문제의 조건에 따라 pH 값만 알 수 있습니다. 따라서 따르면

pH 값을 사용하여 수소 이온의 농도를 찾습니다.

pH \u003d - lg \u003d 6 또는 lg \u003d -6. 따라서 = 10-6 mol/l입니다.

2. 이 완충 시스템에서는 H2 PO4 이온이 산으로 작용합니다.

NaH2 PO4  Na+ + H2 PO4 ̅ K2 (H3 PO4) = 6.2 10 -8.

3. 수소이온의 농도와 상수값 알기

산 해리를 통해 주어진 완충 시스템에서 산 농도 대 염 농도의 비율을 계산합니다.

		C산.
K2(H3PO4)			또는 = K2(H3 PO4 )
K2(H3PO4)			또는 = K2(H3 PO4 )
		소금으로

				1 10 - 6

	K2(H3PO4)
	K2(H3PO4)

형성된 완충 시스템의 pH 계산

약한 염기와 그 염

실시예 5 0.1 mol/l NH4 OH를 함유한 완충액의 pH 계산

NH4 OH의 해리 상수가 1.79 10-5 인 경우 0.1 mol/l NH4 Cl.

C(NH4OH) \u003d 0.1mol/l

C(NH4Cl) = 0.1mol/l

КNH4OH = 1.79 10–5

1. pK NH4OH - lg 1.79 10 -5 - (0.25- 5) 4.75

2.pH 14 - pKbas. 엘지파인

소금으로

14 - 4.75 로그 0.1 9.25 0.1

답: pH=9.25.

실시예 6 0.5m2가 포함된 암모니아 완충 시스템의 pH를 계산합니다.

수산화암모늄 및 염화암모늄. 첨가하면 pH가 어떻게 변합니까?

이 혼합물 1리터는 0.1m HCl이고 혼합물 1리터에 0.1m NaOH를 첨가하고 용액을 물로 10배 희석할 때 pK NH4 OH = 4.75?

C(NH4OH)= 0.5mol/l

С(NH4Cl) = 0.5mol/l

С(HCl) = 0.1mol/l

С(NaOH) = 0.1mol/l

p KNH4OH = 4.75

1. 희석 전 pH - ?

2. HCl 첨가 후 pH - ?

3. NaOH 첨가 후 pH - ?

4. 물로 희석한 후의 pH - ?

pH 14 - pK lg C 염기성.

소금으로

1. pH 14 - 4.75 lg 0.5 0.5 9.25

2. 완충용액에 0.1m HCl을 첨가하면 NH의 농도는 4OH

0.1m 감소하여 다음과 같아집니다.

0.4m, NH4 Cl의 농도는 0.6m로 증가합니다. 따라서:

pH 14 - 4.75 lg 0.4 0.6 9.074

3. 이 혼합물 1리터에 NaOH 0.1m를 첨가하면 NH4OH의 농도는

0.6m로 증가하고 NH4 Cl의 농도는 0.4m로 감소하여 결과적으로 pH 14 - 4.75 lg 0.6 0.4 9.426을 얻습니다.

4. 완충액을 물로 10배 희석하면 pH 14 - 4.75 lg 0.05 0.05 9.25

실시예 7. 1리터에 8.5g의 암모니아를 함유한 용액의 pOH와 pH를 계산하고

염화암모늄 107g.


m(NH3) = 8.5g	1. 몰 농도 찾기
m(NH4Cl) = 107g	암모니아 및 염화암모늄:

론 -? pH-?	C(NH3)

C(NH4CI)

2. pOH 및 pH를 계산합니다.

C 베이스

C 소금

4,75 (0,6) 5,35 ;

답: pH = 8.65, pH = 5.35

버퍼 용량 계산

완충기

혼합물로 얻은 경우

0.1m CH3 COOH와 0.1m CH3 COONa를 혼합합니까?

C(CH3COOH) = 0.1mol/l

왜냐하면 C(CH3 COOH) = C(CH3 COONa) = 0.1m, 그러면

С(CH3 COONa) =

우리는 공식을 사용합니다:

0.1몰/리터

C A C B

0,12

0.115몰/리터

C(CH3COONa) =

왜냐하면 = K·C

KCH 3 COOH \u003d 18 10 -5C \u003d 1 mol / l

pH를 1만큼 낮추려면 다음과 같은 용액을 첨가해야 합니다.

산이 10이 되는 산의 몰수

따라서 방정식은 다음과 같이 작성할 수 있습니다.

자기 통제를 위한 과제

1. 23N HCOOH 100ml와 15N HCOOH 30ml로 구성된 혼합물의 pH는 얼마입니까?

HCOOK 솔루션입니다.

2. 0.01m Na로 구성된 완충액의 pH는 어떻게 될까요? 2 HPO4 및

10-4 mol HCl이 첨가되면 0.01m NaH2 PO4.

3. 0.05 mol/l NH를 함유한 용액의 pH를 계산하십시오. 4OH 및 0.05mol/l

NH4Cl(KNH4OH = 1.8·10-5).

4. 1리터에 0.4mol Na가 포함된 용액의 완충 용량을 계산하세요. 2 HPO4

및 0.2mol NaH2PO4.