Διδακτικά Βιβλία του Παιδαγωγικού Ινστιτούτου
Παρασκευές ρυθμιστικών διαλυμάτων
Μπορούμε να παρασκευάσουμε ρυθμιστικό διάλυμα της μορφής ΗΑ / Α- π.χ. HF/ NaF με τους εξής τρόπους:
1. Με ανάμιξη ασθενούς οξέος με τη συζυγή του βάση
Π.χ. προσθήκη διαλύματος HF σε διάλυμα NaF
2. Με μερική εξουδετέρωση ασθενούς οξέος από ισχυρή βάση.
Π.χ. προσθήκη x mol NaOH σε διάλυμα που περιέχει y mol HF, όπου x < y. Στην περίπτωση αυτή x mol NaOH αντιδρούν με x mol HF και σχηματίζουν x mol NaF. Το τελικό διάλυμα είναι ρυθμιστικό και περιέχει (y-x) mol HF και x mol NaF. Αντίστοιχα, μπορούμε να παρασκευάσουμε ένα ρυθμιστικό διάλυμα της μορφής Β/ ΒΗ+ π.χ. ΝΗ3/ NH4Cl με τους εξής τρόπους:
1. Με ανάμιξη ασθενούς βάσης με το συζυγές της οξύ π.χ. προσθήκη διαλύματος ΝΗ3 με διάλυμα NH4Cl.
2. Με ανάμιξη περίσσειας ασθενούς βάσης με ισχυρό οξύ π.χ. προσθήκη x mol NH3 σε διάλυμα y mol HCl, όπου y < x. Θα πρέπει να παρατηρήσουμε, ότι οι συγκεντρώσεις στο τελικό διάλυμα θα πρέπει να είναι σχετικά υψηλές, ώστε το διάλυμα να έχει ικανοποιητική ρυθμιστική ικανότητα. Δηλαδή, μεγάλη αντοχή στις μεταβολές του pH που προκαλούνται λόγω προσθήκης οξέος, βάσης ή νερού.
Παράδειγμα 3.15 Πόσα λίτρα διαλύματος NaOH 0,4 M πρέπει να προσθέσουμε σε 2 L διαλύματος HF 0,2 M για να παρασκευάσουμε ρυθμιστικό με pH = 4. Κατά την ανάμιξη θεωρούμε ότι δε μεταβάλλεται ο συνολικός όγκος. Δίνεται Ka HF = 10-4. ΛΥΣΗ Προφανώς το τελικό διάλυμα, αφού είναι ρυθμιστικό, θα περιέχει NaF και HF που περισσεύει. Άρα το NaOH αντιδρά όλο. Αν είναι x L ο όγκος του διαλύματος NaOH 0,4 M, τότε αρχικά έχουμε: 0,4 x mol NaOH και 2 · 0,2 mol = 0,4 mol HF. αντίδραση - HF - + NaOH [pic] - NaF + H2O αρχικά / mol - 0,4 - 0,4x - αντιδρούν - 0,4x - 0,4x - παράγονται - - - 0,4x τελικά / mol - (0,4-0,4x) - 0 - 0,4x
Το τελικό διάλυμα έχει όγκο (2 + x) L, συνεπώς: [pic] δηλαδή [pic] και από τον τύπο [pic] έχουμε [pic] οπότε x=5, άρα πρέπει να προσθέσουμε 0,5 L διαλύματος NaOH 0,4 Μ.
Εφαρμογή Ποιος όγκος διαλύματος HCl 0,2 M πρέπει να αναμιχθεί με 500 mL διαλύματος ΝΗ3 0,6 Μ για να πάρουμε ρυθμιστικό διάλυμα με pH=9. Δίνονται Kb NH3 =10-5 και Kw = 10-14.
