Πώς φτιάχνετε ρυθμιστικό διάλυμα χλωριούχου αμμωνίου και υδροξειδίου pH 10;
Κατανόηση των βασικών
* λύσεις buffer: Αυτά τα διαλύματα αντιστέκονται στις μεταβολές στο ρΗ όταν προστίθενται μικρές ποσότητες οξέος ή βάσης. Είναι συνήθως κατασκευασμένα από ένα αδύναμο οξύ και τη συζευγμένη βάση του (ή μια αδύναμη βάση και το συζευγμένο οξύ του).
* χλωριούχο αμμώνιο (NH₄cl): Αυτό είναι το αδύναμο όξινο συστατικό του buffer μας. Είναι το συζευγμένο οξύ της αμμωνίας.
* αμμωνία (NH₃): Αυτό είναι το αδύναμο στοιχείο βάσης του buffer μας.
Η εξίσωση Henderson-Hasselbalch
Για να υπολογίσουμε την απαραίτητη αναλογία των NH₄CL και NH₃, θα χρησιμοποιήσουμε την εξίσωση Henderson-Hasselbalch:
ph =pka + log ([base]/[acid])
* ph: Το επιθυμητό pH μας είναι 10.
* pka: Το ΡΚΑ του ιόντος αμμωνίου (NH₄⁺) είναι 9.25.
* [Βάση]: Η συγκέντρωση της βάσης (NH₃) στο διάλυμα.
* [οξύ]: Η συγκέντρωση του οξέος (NH₄Cl) στο διάλυμα.
Υπολογισμός της αναλογίας
1. Συνδέστε τις τιμές: 10 =9.25 + log ([nh₃]/[nh₄cl])
2. Επίλυση για την αναλογία: 0.75 =log ([nh₃]/[nh₄cl])
3. Βρείτε το Antilog: 10^0.75 =[nh₃]/[nh₄cl]
4. Υπολογίστε την αναλογία: 5.62 ≈ [NH₃]/[NH₄CL]
Αυτό σημαίνει ότι για κάθε 1 mole του NH₄CL, χρειάζεστε περίπου 5,62 moles του NH₃ στο ρυθμιστικό διάλυμα για να επιτύχετε ένα pH των 10.
Βήματα προετοιμασίας
1. Επιλέξτε την επιθυμητή συγκέντρωση buffer: Ας υποθέσουμε ότι θέλετε μια λύση ρυθμιστικού διαλύματος 0,1 m.
2. Υπολογίστε τις συγκεντρώσεις NH₄CL και NH₃:
* Συγκέντρωση NH₄CL:0,1 m / (5,62 + 1) ≈ 0,015 m
* NH₃ Συγκέντρωση:0.1 m / (5.62 + 1) × 5.62 ≈ 0.085 m
3. Προετοιμάστε τις λύσεις:
* Διαλύστε την απαιτούμενη μάζα του NH₄CL σε ένα τμήμα αποσταγμένου νερού.
* Διαλύστε την απαιτούμενη μάζα του NH₃ σε ξεχωριστό τμήμα αποσταγμένου νερού (η αμμωνία είναι τυπικά διαθέσιμη ως συμπυκνωμένο διάλυμα, οπότε θα πρέπει να το αραιώσετε προσεκτικά).
4. Συνδυάστε και ρυθμίστε το pH: Συνδυάστε τις δύο λύσεις. Μπορεί να χρειαστεί να ρυθμίσετε ελαφρώς το pH προσθέτοντας μικρές ποσότητες είτε NH₄CL είτε NH₃ διάλυμα χρησιμοποιώντας μετρητή pH.
5. Συμπληρώστε μέχρι τον τελικό τόμο: Προσθέστε αποσταγμένο νερό για να φέρετε τον συνολικό όγκο στον επιθυμητό όγκο σας (π.χ. 100 mL).
Σημαντικές σημειώσεις:
* Ασφάλεια: Φορέστε κατάλληλα προστατευτικά εργαλεία, συμπεριλαμβανομένων των γαντιών και της προστασίας των ματιών, όταν εργάζεστε με αμμωνία και ισχυρά οξέα. Η αμμωνία είναι μια πικάντικη και διαβρωτική ουσία, οπότε το χειριστείτε με προσοχή.
* ακριβείς μετρήσεις: Χρησιμοποιήστε ένα βαθμονομημένο μετρητή pH για να ρυθμίσετε το pH έως 10 όσο το δυνατόν ακριβέστερα.
* Αποθήκευση: Αποθηκεύστε το ρυθμιστικό διάλυμα σε ένα σφραγισμένο δοχείο για να αποφευχθεί η εξάτμιση της αμμωνίας.
* Εναλλακτική μέθοδος: Αντί να υπολογίσετε τις ακριβείς ποσότητες NH₄CL και NH₃, μπορείτε να ξεκινήσετε με μια γνωστή συγκέντρωση ενός συστατικού και να ρυθμίσετε το ρΗ με το άλλο συστατικό χρησιμοποιώντας ένα μετρητή pH.
Επιτρέψτε μου να ξέρω αν έχετε άλλες ερωτήσεις!
