Растворы амфолитов

Рассмотрим поведение амфолита HA^- (например, HCO₃^-) в водном растворе.

HA^- + H₂O › H₃O⁺ + A^2- HA^- + H₃O⁺ › H₂A + H₂O

и , следовательно:

Если , то

Если [HA^-]» C_HA- и [HA^-] >> K_a1, то

Такие же формулы используются и для амфолитов типа BH⁺A^-

Пример 4.4. Рассчитать рН 0,10 М NaHCO₃ и 0,10 М HCOONH₄

1)

2)

4.6. Расчёт состава равновесных смесей протолитов при заданном значении рН

Рассмотрим двухосновную кислоту H₂A.

= =

=

Молярные доли частиц будут равны:

В общем виде формула для расчёта молярной доли частицы имеет следующий вид

Для одноосновной кислоты

С учётом того, что и :

Из данных формул следует, что при рН = pK_a a(HA) = a(A^-) = 0,5. Если рН превышает рK_a на 1, то молярная доля А^- в 10 раз больше, чем HA, если на 2 - то в 100 раз, на 3 - в 1000 и т.д. При уменьшении рН аналогичным образом увеличивается a(HA) (рис. 4.3).

Если значения K_a для некоторой многоосновной кислоты отличаются друг от друга на 4 и более порядка, то можно считать, что при любом значении рН в равновесной смеси будут присутствовать только два вида частиц, а концентрация остальных пренебрежимо мала. Например, если необходимо рассчитать молярную долю молекул H₃PO₄ (pK_a1 = 2,15; pK_a2 = 7,21) при рН 3, то можно принять, что в равновесной смеси присутствуют только частицы H₃PO₄ и H₂PO₄^-.Рассчёт можно провести по той же формуле, что и для одноосновной кислоты.

Рис. 4.3. Распределительная диаграмма для слабой кислоты (pK_a = 5)

Пример 4.5. Рассчитать [NH₃] в растворе с общей концентрацией аммиака 0,10 моль/л при рН 7,0.

6,3×10^-3

М