Πώς υπολογίζετε πόση βάση για να προσθέσετε αυξήστε το pH του διαλύματος;
Κατανόηση των εννοιών
* ph: Ένα μέτρο της οξύτητας ή της αλκαλικότητας ενός διαλύματος. Κυμαίνεται από 0 έως 14, ενώ 7 είναι ουδέτερο. Οι χαμηλότερες τιμές είναι όξινες και οι υψηλότερες τιμές είναι βασικές (αλκαλικές).
* Ισχυρή βάση: Μια βάση που διαχωρίζεται πλήρως σε διάλυμα, απελευθερώνοντας ιόντα υδροξειδίου (ΟΗ-) που αυξάνουν το ρΗ. Τα κοινά παραδείγματα περιλαμβάνουν υδροξείδιο του νατρίου (NAOH) και υδροξείδιο του καλίου (ΚΟΗ).
* Αδύναμη βάση: Μια βάση που διαχωρίζεται μόνο εν μέρει σε διάλυμα. Παραδείγματα περιλαμβάνουν αμμωνία (NH3) και διττανθρακικό νάτριο (NAHCO3).
Βήματα για τον υπολογισμό της προσθήκης βάσης
1. Προσδιορίστε το ph: στόχο Ποιο pH θέλετε να επιτύχετε;
2. Προσδιορίστε το αρχικό όγκο pH και διαλύματος: Ποιο είναι το αρχικό pH και ο όγκος της λύσης σας;
3. Επιλέξτε τη βάση σας: Επιλέξτε μια κατάλληλη ισχυρή βάση όπως το NaOH ή το KOH.
4. Εξετάστε τη συγκέντρωση βάσης: Θα πρέπει να γνωρίζετε τη συγκέντρωση της βασικής σας λύσης.
5. Χρησιμοποιήστε την εξίσωση Henderson-Hasselbalch (για buffers): Αυτή η εξίσωση βοηθά στον υπολογισμό των μεταβολών του pH σε ρυθμισμένα διαλύματα. Είναι ιδιαίτερα χρήσιμο όταν εργάζεστε με αδύναμα οξέα και τις συζευγμένες βάσεις τους.
* Εξίσωση: ph =pka + log ([a-]/[ha])
* PKA:Η σταθερά διάστασης οξέος του ασθενούς οξέος.
* [Α-]:συγκέντρωση της συζευγμένης βάσης.
* [Ha]:συγκέντρωση του ασθενούς οξέος.
6. Υπολογίστε την ποσότητα της βάσης που απαιτείται:
* για ισχυρές βάσεις:
* Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε την ακόλουθη εξίσωση για να εκτιμήσετε την ποσότητα της ισχυρής βάσης που απαιτείται:
* Moles βάσης =(όγκος διαλύματος * Δφ * 10^-ph) / (μοριακή μάζα βάσης)
* Δφ:Αλλαγή στο pH που πρέπει να επιτύχετε.
* Για να υπολογίσετε τον όγκο του απαιτούμενου διαλύματος βάσης, χρησιμοποιήστε:
* Όγκος διαλύματος βάσης (ml) =(γραμμομονείς βάσης / συγκέντρωσης διαλύματος βάσης) * 1000
* για αδύναμες βάσεις:
* Οι υπολογισμοί για τις αδύναμες βάσεις είναι πιο πολύπλοκες και συχνά απαιτούν τη χρήση σταθερών ισορροπίας και επαναληπτικές μεθόδους.
Σημαντικές εκτιμήσεις
* Ασφάλεια: Πάντα να χειρίζεστε ισχυρές βάσεις με προσοχή, καθώς μπορούν να προκαλέσουν σοβαρά εγκαύματα. Φορέστε κατάλληλο προσωπικό προστατευτικό εξοπλισμό (PPE).
* Σταδιακή προσθήκη: Είναι καλύτερο να προσθέσετε αργά τη βάση και να παρακολουθείτε το pH με μετρητή ή δείκτη pH.
* Ακρίβεια: Η ακρίβεια των υπολογισμών σας εξαρτάται από την ακρίβεια των μετρήσεων σας και τη σταθερότητα της λύσης σας.
* Ειδικές εφαρμογές: Για συγκεκριμένες εφαρμογές (όπως η ρύθμιση του pH μιας συγκεκριμένης χημικής αντίδρασης), μπορεί να υπάρχουν άλλοι παράγοντες που πρέπει να ληφθούν υπόψη.
Παράδειγμα
Ας υποθέσουμε ότι έχετε 100 ml λύσης με ρΗ 4,0 και θέλετε να το αυξήσετε σε PH 7,0. Θα χρησιμοποιήσετε ένα διάλυμα 1 Μ NaOH.
1. στόχος pH: 7.0
2. Αρχικό ph: 4.0
3. Βάση: Naoh (1 m)
4. Δφ: 7.0 - 4.0 =3.0
5. Μοριακή μάζα NaOH: 40 g/mol
Υπολογισμός:
* Moles του NaOH =(0,1 L * 3,0 * 10^-7) / (40 g / mol) =7,5 x 10^-9 moles
* Όγκος διαλύματος NaOH (ml) =(7,5 x 10^-9 moles / 1 mol / l) * 1000 =7,5 μL
Σημείωση: Αυτός είναι ένας πολύ μικρός όγκος διαλύματος ΝαΟΗ. Είναι σημαντικό να προσθέσετε πολύ προσεκτικά τη βάση και να παρακολουθείτε την αλλαγή του pH.
Πάντα να ελέγχετε τους υπολογισμούς σας και να συμβουλευτείτε έναν εξειδικευμένο χημικό εάν έχετε αμφιβολίες σχετικά με την ασφάλεια ή την καταλληλότητα των μεθόδων σας.
