АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Амфолиты – вещества, диссоциирующие в растворах и по типу кислоты и по типу основания. К таковым можно отнести:

• Кислые соли - гидрофосфаты, гидросульфиты;
• Основные соли - гидроксокарбонаты, гидроксосульфиты;
• Органические вещества содержащие кислотные и основные группы - аминокислоты, пептиды;
• Соли слабых кислот и слабых оснований - сульфит аммония, ацетат аммония...

В водных растворах амфолитов верно равенство:

Задача №1:

Рассчитать рН 0,0100 М водного раствора ацетата аммония, если:
pK_а (ук. к-ты) = 4,76; pK_а (аммиака) = 9,24.

Дано:

pK_а (ук. к-ты) = 4,76
pK_а (аммиака) = 9,24
С_соли = 0,0100 М
pH - ?

Решение:

Так как константа диссоциации существенно меньше величины концентрации, то используем формулу:

Ответ: рН = 7,00
Рассчитаем pH раствора в случае когда автопротолиз воды существеннен

Задача №2:

Рассчитать рН 0,0001 М водного раствора ацетата аммония, если:
pK_а (ук. к-ты) = 4,76; pK_а (аммиака) = 9,24.

Дано:

pK_а (ук. к-ты) = 4,76
pK_а (аммиака) = 9,24
С_соли = 0,0001 М
pH - ?

Решение:

Так как константа диссоциации сравнима с величиной концентрации и пренебрегать автопротолизом воды нельзя, то используем формулу:

В данном случае К_а1 - константа кислотности уксусной кислоты, К_а2 - костанта кислотности катиона аммония, диссоциация которого даёт избыток гидроксил-ионов и равна 14 - pK_b, [HA^-] равна концентрации соли, так как соль полностью диссоциирует в растворе:

pH = - lg (9,81 * 10^-8) = 7,01

Ответ: рН = 7,01
Таким образом pH солей образованных слабыми кислотами и слабыми основаниями не зависит от концентрации!!!

Задача №3:

Рассчитать рН 0,100 M и 0,0001 М водных растворов гидрофосфата и дигидрофосфата натрия.

Дано:

Справочные данные:
K_а1 = 7,08 * 10^-3
K_а2 = 6,17 * 10^-8
K_а3 = 4,68 * 10^-13
С_соли1 = 0,1000 М
С_соли2 = 0,0001 М
pH - ?

Решение:

При концентрации 0,1 М создаются все условия для расчёта pH по упрощённой формуле, так как в растворе дигидрофосфат диссоциирует на ионы Na⁺ и H₂PO₄^-, то используются K_а1 и K_а2:

При концентрации 0,0001 М необходимо учитывать автопротолиз воды, для раствора дигидрофосфата натрия формула приобретает вид:

В данном случае [H₂PO₃^-] равна концентрации соли:

pH = - lg (2,49 * 10^-6) = 5,60

Для раствора гидрофосфата диссоциация происходит на ионы Na⁺ и HPO₄^2- и используются K_а2 и K_а3:

При концентрации 0,0001 М необходимо учитывать автопротолиз воды, для раствора гидрофосфата натрия формула приобретает вид:

В данном случае [HPO₄^2-] равна концентрации соли:

pH = - lg (1,00 * 10^-7) = 7,00

Ответ: Для дигидрофосфата: при С = 0,1 М pH = 4,68; при С = 0,0001 М pH = 5,60
Для гидрофосфата: при С = 0,1 М pH = 9,77; при С = 0,0001 М pH = 7,00
Таким образом pH кислых солей существенно зависит от концентрации!!!