Расчет изменений pH в буферном растворе

Небольшое изменение pH происходит в буферном растворе при добавлении небольшого количества сильной кислоты или добавлении небольшого количества сильного основания. Это изменение pH рассчитывается в два разных этапа. Во-первых, для определения изменения концентраций используется стехиометрический расчет.Затем для определения нового значения pH раствора используется расчет равновесия с использованием таблицы концентраций или уравнения Хендерсона-Хассельбаха. pH буфера, содержащего два моля фтористоводородной кислоты и фторида натрия, можно рассчитать до и после добавления сильной кислоты или основания. Уравнение Хендерсона-Хассельбаха можно использовать для определения начального pH этого буфера, поскольку концентрации высоки по сравнению с Ka слабой кислоты, и изменение концентраций составляет менее пяти процентов.Расчетное значение pKa для плавиковой кислоты составляет 3, 46. Когда концентрации слабой кислоты и сопряженного основания в растворе равны, pH равен pKa. Следовательно, начальный pH равен 3, 46.Если к одному литру этого буфера добавить 0, 2 моль соляной кислоты, предполагая, что это вызывает незначительное изменение объема, добавленная кислота нейтрализуется ионами фтора, образуя плавиковую кислоту. Это приводит к стехиометрическому снижению концентрации фторид-ионов на 0, 2 моль и равному увеличению концентрации фтористоводородной кислоты. Новые концентрации можно ввести в уравнение Хендерсона-Хассельбаха.После решения новое значение pH составляет 3, 37, что меньше исходного значения pH, равного 3, 46. При добавлении сильной кислоты pH уменьшается, но это уменьшение невелико, поскольку раствор обладает буферными свойствами. Напротив, если 0, 1 моль гидроксида натрия добавить к одному литру буфера, предполагая, что это вызывает незначительное изменение объема, добавленное основание нейтрализуется путем реакции с плавиковой кислотой.Это вызывает стехиометрическое уменьшение концентрации плавиковой кислоты на 0, 1 моль и такое же увеличение концентрации фторид-иона. Используя уравнение Хендерсона-Хассельбаха, pH раствора был найден равным 3, 50, что немного выше, чем начальное значение pH, равное 3, 46 из-за добавления гидроксида натрия.