nagyon fontos lenne

Milyen összetételű és koncentrációjú puffer oldalról van szó?

Csatoltam képet.

Előzmény:
miért annyi egy savas puffer pH-ja, amennyi?

https://ehazi.hu/q/53980

Tehát ebből indulunk ki:

`K_"sav" = [H^+]*([CH₃COO^-])/"[CH₃COOH]"=[H^+]*c_"só"/c_"sav"`

Ks(ecetsav)=1,8*10-5

Tehát van 10 cm³ puffer oldatunk, amely 1M ecetsavból és 1M Na-acetátból áll,
összesen 100 cm³, ebből 10 cm³ ecetsav.
pH=4.
Az ecetsav koncentrációja a nagyobb, mivel savas pufferről van szó.

`[H^+]=K_"sav"*c_"sav"/c_"só"`

`c_"só"=K_"sav"*c_"sav"/([H^+])`

pH=4 miatt, lg[H]=-4,
[H+]=10-4

10 cm³ 1 M ecetsav oldatban 0,01 mol ecetsav van.
100 cm³ ecetsav oldatban 0,01 mol ecetsav van, mert csak hígítunk.
Ennek a mól koncentrációja 0,1 mol/dm³.

`c_"só"=1.8*10^(-5)*(0.1/10^(-4))=1.8*10^(-2) (mol)/(dm^3)`

100 cm³ oldatban 1.8*10-3 mol Na-Ac van.

Ez V=n/c=1.8*10-3 / 1M *1000 = 1.8 cm³ 1 M Na-Ac oldatban van.

Tehát 10 cm³ 1 M ecetsav oldathoz 1,8 ml 1 M Na-acetát oldatot kell adni és 100 cm³-re kiegészíteni.

Mi történik a puffer oldat pH-jával, ha sósavat adunk hozzá?

Eltolódik.
Milyen irányban és mennyivel?

Sav hatására mit csinál a H+ koncentráció?
Nő, tehát a pH:
csökken.

Milyen pH-jú oldatot kapunk a puffer oldatból sósav hozzáadására, ha a pH 0,5 egységgel csökken?

A pH=4 oldatból pH=3,5 oldatot kapunk.

Milyen koncentrációk szerepelnek a puffer pH képletben?
mol/dm³ koncentrációk, tehát van benne anyagmennyiség és oldat térfogat.

Ebből fogunk tudni oldat térfogatot számolni, ami a feladatban a kérdés.

Először nézzük meg a kiindulási állapotot azt, hogy hány mól ecetsavból és hány mól sóból indulunk ki.

Az ecetsav anyagmennyisége a kiindulási állapotban:

100 cm³ puffer oldatban 10 cm³ 1 M ecetsav van, ez 10-2 mol ecetsav.
10 cm³ puffer oldatban 10-3 mol ecetsav van.

A Na-acetát anyagmennyisége a kiindulási állapotban:

100 cm³ puffer oldatban 1,8 cm³ 1 M sóoldat van, ez 1,8*10-3 mol só.
10 cm³ puffer oldatban 1,8*10-4 mol só van.


Az új oldat térfogata: 10+V (cm³)

A sósavval bevitt hidrogénionok mit csinálnak a pufferrel?
Visszaszorítják az ecetsav egyensúlyi disszociációját az ecetsav irányában:
HA⇔H+ + A-

A sósav ecetsavat szabadít fel a nátrium-acetátból, ugyanannyi mólt, amennyi sósavat bevittünk:
Na-Ac + HCl → NaCl + HAc

A V cm³-rel bevitt sósav anyagmennyisége:
c=n/V
n=c*V=0,2*10-3*V (mol)

A 0,2 mol/dm³ sósav oldat koncentrációja 0,2*10-3 mol/cm³

Az ecetsav anyagmennyisége az új oldatban:
10-3 + 0,2*10-3*V

Annyi Na-acetát fogy el az oldatból, amennyi mól sósavat bevittünk:
1,8*10-4 - 0,2*10-3*V

`[H^+]=K_"sav"*c_"sav"/c_"só"` képletben osztani kellene az új anyagmennyiségeket az új oldat 10+V térfogatával, azonban ez kiesik.

Marad:

`3.1623*10^(-4)=1.8*10^-5*(10^(-3)+0.2*10^(-3)*V)/(1.8*10^(-4)-0.2*10^(-3)*V`

A pH=3,5-ből:
[H+]=10-3,5=3,1623*10-4 mol/dm³

Ezt az egyenletet kell megoldani V-re, és megvan a szükséges 0,2 M sósav oldat térfogata:

`31.623*10^(-4)-0.63246*10^(-7)*V=10^(-3)+0.2*10^(-3)*V`

`2.1623*10^(-3)=2.00063246*10^(-4)*V`

`V=10.81 cm^3" 0.2 M sósavra van szükség pH=0.5 egység csökkentéshez."`

A nátrium-hidroxidra ugyanezt kell csinálni, csak pepitában.
A nátrium-hidroxid növelni fogja a nátrium-acetát mennyiségét 0,2*10-3 mollal, és csökkenteni az ecetsavét ugyanennyi móllal.