Question

Рассчитайте соотношение кислоты и соли(концентрации равные) в буферной смеси с величиной рН, представленной ниже Буферная смесь H2CO3, NaHCO3 pH буферной смеси 7,3

Answer 1

Из справочника берем константу диссоциации угольной кислоты
$K_{d} = 4.27 \cdot 10^{-7}$
Применим для расчетов следующую формулу
$[H^{+}] = K_{d} \dfrac{[H_{2}CO_{3}]}{[NaHCO_{3}]}$
Позначим концентрацию кислоты как 1, а концентрацию соли как Х
$\dfrac{[H_{2}CO_{3}]}{[NaHCO_{3}]} = \dfrac{1}{x}$
Из известного рН найдем концентрацию ионов водорода
$[H^{+}] = 10^{-7.3} = 5.01 \cdot 10^{-8} \; mol/l$
Подставим все в первую формулу и посчитаем Х
$\begin{array}{l} [H^{+}] = K_{d} \cdot \dfrac{[H_{2}CO_{3}]}{[NaHCO_{3}]} \\ \\ 5.01 \cdot 10^{-8} = \dfrac{4.27 \cdot 10^{-7}}{x} \\ x \approx 8.523 \end{array}$
Поэтому, чтобы приготовить такую буферную систему с рН = 7,3, нужно взять соотношение кислоты и соли - 1 : 8,523

Answer 2

Для расчета соотношения кислоты и соли в буферной смеси с заданным pH необходимо использовать уравнение Гендерсона-Хассельбальха. Данное уравнение выглядит следующим образом:

pH = pKa + log ([соли] / [кислоты])

где pH - заданный pH буферной смеси, pKa - константа диссоциации кислоты (логарифмическое значение), [соли] - концентрация соли, [кислоты] - концентрация кислоты.

В данном случае кислотой является H2CO3 (угольная кислота), а солью - NaHCO3 (бикарбонат натрия).

Учитывая, что pKa для H2CO3 составляет около 3,8, мы можем записать уравнение следующим образом:

7,3 = 3,8 + log ([NaHCO3] / [H2CO3])

Теперь мы можем решить это уравнение, чтобы найти соотношение соли и кислоты в буферной смеси.

Например, если мы предположим, что концентрация соли [NaHCO3] равна 1 М, то мы можем решить уравнение следующим образом:

7,3 = 3,8 + log (1 / [H2CO3])

3,5 = log (1 / [H2CO3])

10^3,5 = 1 / [H2CO3]

3162,3 = 1 / [H2CO3]

[H2CO3] = 1 / 3162,3

[H2CO3] ≈ 3,16 x 10^-4 М

Таким образом, соотношение кислоты (H2CO3) к соли (NaHCO3) в данной буферной смеси с pH 7,3 будет примерно 3,16 x 10^-4 М к 1 М.