by 
Θεωρούμε ρυθμιστικό διάλυμα ΗΑ/Α- με Ca = Cb και Ka(HA) = 10-5 σε θερμοκρασία 25 °C. Στο παρακάτω γράφημα φαίνεται το pH του διαλύματος καθώς το διάλυμα αραιώνεται. Στον κατακόρυφο άξονα έχουμε το pH του διαλύματος και στον οριζόντιο άξονα έχουμε τον αρνητικό δεκαδικό λογάριθμο της συγκέντρωσης του οξέος η οποία είναι ίδια με αυτήν της βάσης.
Αραίωση ρυθμιστικού διαλύματος
Τα σχόλια.
Καλησπέρα …
Μπορείτε να μας πείτε ( ή να μας δώσετε ) μερικές πληροφορίες για την εξαγωγή της «πράσινης» καμπύλης ?
Ευχαριστώ.
Καλησπέρα,
η πράσινη καμπύλη δείχνει την μεταβολή του pH αν δεν λάβουμε υπόψη τον αυτοϊοντισμό του νερού και προκύπτει από την επίλυση της εξίσωσης Ka = [H3O+](Cb + [H3O+])/(Ca-[H3O+]) <=> [H3O+][H3O+] + [H3O+] ( Cb + Ka ) – KaCa = 0
Ok …. ευχαριστώ πολύ .
Καλησπέρα Ηλία.
Πολύ καλή η μελέτη σου.
Πιστεύω πως είναι καλύτερα να γράψεις για την πράσινη γραμμή πάνω στο διάγραμμα
“χωρίς τον αυτοιοντισμό του νερού”, γιατί και εγώ μπερδεύτηκα όπως ο Αντώνης πριν διαβάσω το το εσωτερικό!!!
Καλημέρα Βασίλη,
έχεις δίκιο ότι η εικόνα μπερδεύει αν δεν διαβάσει κάποιος το κείμενο στον σύνδεσμο. Δυσκολεύτηκα αρκετά μέχρι να καταφέρω να το ανεβάσω και στην αρχή νόμιζα ότι η εικόνα που έβαλα θα βγει ως εικονίτσα στις «αναρτήσεις».
Έκανα τη διόρθωση που προτείνεις.
Αγαπητέ Ηλία στην διαγραμματικά εξαιρετική εργασία σου για Ρ.Δ. έρχομαι επικουρικά με ένα αριθμητικό παράδειγμα έτσι ώστε οι μαθητές να έχουν μία όσο γίνεται πιο ολοκληρωμένη γνώση στο θέμα αυτό.
Παράδειγμα
Κάθε ρυθμιστικό δ/μα, διατηρεί το pH του πρακτικά αμετάβλητο, όταν αραιωθεί μέχρι κάποιου ορίου. Ποιο είναι το όριο αυτό, σε ρυθμιστικό δ/μα HA/A– με Cοξ = Cβ = 0,1 Μ και με Κα(HA) = 10–5
Απάντηση
Πριν την αραίωση
HΑ + Η2O ⇋ H3O+ + Α–
0,1 – x x x
NaA → Na+ + Α–
0,1 0,1
Κa = CΑ-∙ CH3Ο+/ CHΑ ⇒ 10–5 = (0,1 + x)∙CH3Ο+/ (0,1- x) ⇒ CH3Ο+ = 10–5
Μετά την αραίωση το διάλυμα έχει συγκεντρώσεις: Cοξ = Cβας = C
HΑ + Η2O → H3O+ + Α–
C – x x x
NaA → Na+ + Α-
C C
Κa = CΑ–∙ CH3Ο+/ CHΑ ⇒ 10–5 = (C+x)∙ x / (C – x)
Mε κριτήριο προσέγγισης το 10% έχουμε C- x≈ C αν x ≤ 0,1C τότε
πάλι x= CH3Ο+ = 10–5 και από 10–5 ≤ 0,1C ⇒ 10–4 ≤ C (1) οπότε από τη σχέση της αραίωσης
0,1V1 = CV2 ⇒ 0,1V1 / V2 = C με αντικατάσταση στην (1)
προκύπτει V2 ≤ 1000V1.
Άρα στη συγκεκριμένη περίπτωση μέχρι και 1000πλασιασμο του όγκου το pH παραμένει αμετάβλητο.
Εννοείται ότι το όριο της αραίωσης εξαρτάται απ’ την Κa και την αρχικές συγκεντρώσεις των συστατικών του Ρ.Δ.
Παραθέτουμε συμπληρωματικά μια απάντηση στην αραίωση ΡΔ απο Παύλο Μπασδάρα και Γιώργο Αγγελή.
Αγαπητέ Ηλία,
Στην διαγραμματικά εξαιρετική εργασία σου για την αραίωση ΡΔ επικουρικά παραθέτουμε ένα αριθμητικό παράδειγμα, έτσι ώστε οι μαθητές να έχουν μια πιο ολοκληρωμένη γνώση για το θέμα αυτό.
ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ
Κάθε ρυθμιστικό δ/μα, διατηρεί το pH του πρακτικά αμετάβλητο, όταν αραιωθεί μέχρι κάποιου ορίου.
Ποιο είναι το όριο αυτό, σε ρυθμιστικό δ/μα HA/A– μεCοξ = Cβ =0,1Μ και με ΚαHA = 10-5
ΑΠΑΝΤΗΣΗ
Πριν την αραίωση
HΑ + Η2O
H3O+ + Α-
0,1 – x x x
NaA → Na + Α-
0,1 0,1
Κa= CΑ-∙ CH3Ο+/ CHΑ => 10-5= (0,1+x)∙ CH3Ο+/ (0,1- x) =>
=> CH3Ο+=10-5
Μετά την αραίωση το διάλυμα έχει συγκεντρώσεις:Cοξ = Cβασ= C
HΑ + Η2O → H3O+ + Α-
C – x x x
NaA → Na + Α-
C C
Κa= CΑ-∙ CH3Ο+/ CHΑ=> 10-5= (C+x)∙ x / (C- x) =>
Mε κριτήριο προσέγγισης το 10% έχουμε C- x≈ C αν x ≤ 0,1C τότε
πάλι x= CH3Ο+=10-5 και από 10-5 ≤ 0,1C => 10-4 ≤ C (1) οπότε από τη
σχέση της αραίωσης 0,1V1= CV2=> 0,1V1/V2= C με αντικατάσταση στην (1)
προκύπτει V2 ≤1000V1.
Άρα, στη συγκεκριμένη περίπτωση μέχρι και 1000πλασιασμο του όγκου
το pH παραμένει αμετάβλητο
Προφανώς, το όριο της αραίωσης εξαρτάται από την Κa και τις αρχικές συγκεντρώσεις.
Η συνέχεια των σχολίων