растворы с определённой устойчивой концентрацией водородных ионов. рН буферных растворов мало изменяется при прибавлении к ним небольших количеств сильного основания или сильной кислоты, а также при разбавлении и концентрировании.
Буферные системы представляют из себя смесь кислоты (донора протонов) и сопряженного с ней основания (акцептора протонов), то есть частиц, различающихся на {\displaystyle {\ce {H+}}}. В растворе устанавливаются равновесия:
{\displaystyle {\ce {H2O <=> H+ + OH-}}} (автопротолиз воды){\displaystyle {\ce {HA <=> H+ + A-}}} (диссоциация кислоты, заряды поставлены условно, из предположения, что кислота является нейтральной молекулой)
Каждое из этих равновесий характеризуется своей константой: первое — ионным произведением воды, второе — константой диссоциации кислоты.
При добавлении в систему сильной кислоты, она протонирует основание[1], входящее в буферную смесь, а добавление сильного основания связывает протоны и смещает второе равновесие в сторону продуктов, при этом в итоге концентрация {\displaystyle {\ce {H+}}} в растворе меняется незначительно[2].
Методику смотрите в книге «Лабораторные работы по химии и технологии полимерных материалов». Кухарский М. и др., 1965. На стр. 236 статья «Полиакрилат натрия (гидролиз полиакрилонитрила)».
Несколько замечаний к методике из этой книги.
• Греть можно не только на масляной бане, главное обеспечить равномерное, плавное поступление тепла. Я нагревал на эл. плитке в хим. стакане без обратного холодильника. По мере выкипания раствора, время от времени доливал дистиллированную воду. Плитка питалась через тиристорный регулятор мощности. Это обеспечивало плавное регулирование нагрева без рывков вкл.-выкл. и некоторого перегрева, типичных для термореле плиток. Вокруг стакана, с небольшим зазором от его стенок, стоял цилиндрический кожух из жести. Таким образом получалась воздушная баня за счет термоизоляции, и более-менее равномерный обогрев.
• Вместо осаждения полиакрилата натрия метиловым спиртом, я осадил полиакриловую кислоту раствором серной кислоты. Получился комок липкой массы. Размяв её в тонкий блин, промыл ледяной водой, затем высушил на полиэтиленовой пленке. После сушки снялся жесткий лист, который ломался при изгибе как хрупкий материал. Порезав его на кусочки, дальше можно растворять в щелочах: KOH, NaOH, NH4OH, растворах этаноламинов и т.п., получая соответствующие соли полиакриловой кислоты (не все соли полиакриловой кислоты растворимы в воде).
Объяснение:
растворы с определённой устойчивой концентрацией водородных ионов. рН буферных растворов мало изменяется при прибавлении к ним небольших количеств сильного основания или сильной кислоты, а также при разбавлении и концентрировании.
Буферные системы представляют из себя смесь кислоты (донора протонов) и сопряженного с ней основания (акцептора протонов), то есть частиц, различающихся на {\displaystyle {\ce {H+}}}. В растворе устанавливаются равновесия:
{\displaystyle {\ce {H2O <=> H+ + OH-}}} (автопротолиз воды){\displaystyle {\ce {HA <=> H+ + A-}}} (диссоциация кислоты, заряды поставлены условно, из предположения, что кислота является нейтральной молекулой)
Каждое из этих равновесий характеризуется своей константой: первое — ионным произведением воды, второе — константой диссоциации кислоты.
При добавлении в систему сильной кислоты, она протонирует основание[1], входящее в буферную смесь, а добавление сильного основания связывает протоны и смещает второе равновесие в сторону продуктов, при этом в итоге концентрация {\displaystyle {\ce {H+}}} в растворе меняется незначительно[2].
На стр. 236 статья «Полиакрилат натрия (гидролиз полиакрилонитрила)».
Несколько замечаний к методике из этой книги.
• Греть можно не только на масляной бане, главное обеспечить равномерное, плавное поступление тепла. Я нагревал на эл. плитке в хим. стакане без обратного холодильника. По мере выкипания раствора, время от времени доливал дистиллированную воду.
Плитка питалась через тиристорный регулятор мощности. Это обеспечивало плавное регулирование нагрева без рывков вкл.-выкл. и некоторого перегрева, типичных для термореле плиток.
Вокруг стакана, с небольшим зазором от его стенок, стоял цилиндрический кожух из жести. Таким образом получалась воздушная баня за счет термоизоляции, и более-менее равномерный обогрев.
• Вместо осаждения полиакрилата натрия метиловым спиртом, я осадил полиакриловую кислоту раствором серной кислоты. Получился комок липкой массы. Размяв её в тонкий блин, промыл ледяной водой, затем высушил на полиэтиленовой пленке.
После сушки снялся жесткий лист, который ломался при изгибе как хрупкий материал. Порезав его на кусочки, дальше можно растворять в щелочах: KOH, NaOH, NH4OH, растворах этаноламинов и т.п., получая соответствующие соли полиакриловой кислоты (не все соли полиакриловой кислоты растворимы в воде).