Kemi

Pufferkapacitet

06. juni 2014 af SøreKap159874 (Slettet) - Niveau: A-niveau

Hej

I Isis kemi b bogen, står der bl.a. at pufferopløsningen har en stor pufferkapacitet, når:

- syren og dens korresponderende base begge er svage.
- syren og basen har høj koncentration.
- syren og basen har samme koncentration.

Er der nogle der kan komme med begundelse for hvorfor?

tak på forhånd :-)

Brugbart svar (1)

Svar #1
06. juni 2014 af Heptan

Se på pufferligningen

Når syren og basen har samme koncentration, er pH = pKs

En pufferopløsning har den største pufferkapacitet ved pH = pKs, da pH ikke ændrer sig særligt meget i 1:1 koncentrationen, hvilket let kan ses i et Bjerrumdiagram af fx eddikesyre.

Når syren og basen har høje koncentrationer, skal der en større mængde syre hhv. base til at "skubbe systemet ud af kurs", altså ødelægge systemet. Det kræver altså mere syre hhv. base at ændre pH, hvis den svage syre og base findes i høj koncnetration.

Brugbart svar (1)

Svar #2
06. juni 2014 af mathon

pufferkapacitet:

Vedhæftet fil:pufferkapacitet.doc

Brugbart svar (1)

Svar #3
07. juni 2014 af mathon

Af link-et fremgår, at pufferkapaciteten β kan beregnes, når pH kendes:

$\beta =\ln(10)\cdot C\cdot \frac{10^{-pH}\cdot 10^{-pK_s}}{\left (10^{-pH}+ 10^{-pK_s} \right )^2}$ hvor C er totalkoncentrationen C = C_A + C_B

Brugbart svar (1)

Svar #4
07. juni 2014 af mathon

samt at
      pufferen kun har en brugbar puffervirkning
      for
                          pK_s-1< pH< pK_s+1

hvilket betyder, at kun i dette pH-interval
gælder,
at tilsætning at et mindre volumen stærk syre eller stærk base ikke ændrer pufferens pH-værdi mærkbart
på første decimal.

Brugbart svar (1)

Svar #5
07. juni 2014 af mathon

Definitionen af pufferkapaciteten
som
                     $\beta =\frac{\mathrm{d} \left [ B \right ]}{\mathrm{d} pH}$ sikrer, at β altid er positiv,
            da tilsætning af base
            øger både $d\left [ B \right ]$ og dpH

og
tilsætning af syre
mindsker både $d\left [ B \right ]$ og dpH

Brugbart svar (1)

Svar #6
07. juni 2014 af mathon

At pufferkapaciteten er maksimal for
$\alpha =\frac{1}{2}$
giver
$\! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! {\color{Red} pH}=pK_s+\log\left ( \frac{\alpha }{1-\alpha } \right )=pK_s+\log\left ( \frac{\frac{1}{2} }{1-\frac{1}{2} } \right )=pK_s+\log\left ( 1 \right )=pK_s+0{\color{Red} =pK_s}$

Brugbart svar (1)

Svar #7
07. juni 2014 af mathon

korrektion af #5:

Definitionen af pufferkapaciteten
som
                     $\beta =\frac{\mathrm{d} \left [ B \right ]}{\mathrm{d} pH}$ sikrer, at β altid er positiv,
            da tilsætning af base
            øger både $\left [B \right ]$ og

og
tilsætning af syre
mindsker både $\left [ B \right ]$ og

Brugbart svar (1)

Svar #8
07. juni 2014 af mathon

Bemærk
for $\alpha =\frac{1}{2}$

$\frac{\alpha }{1-\alpha }=1=\frac{\alpha\cdot c_s }{\left (1-\alpha \right )\cdot c_s }=\frac{c_b}{c_s}$

Pufferens kapacitet er maksimal, når c_b = c_s

Brugbart svar (1)

Svar #9
07. juni 2014 af mathon

$\frac{\alpha }{1-\alpha }=1=\frac{\alpha\cdot c_s }{\left (1-\alpha \right )\cdot c_s }=\frac{\left [ B \right ]}{\left [ S \right ]}$

Svar #10
07. juni 2014 af SøreKap159874 (Slettet)

Mange tak for hjælpen :-)

Skriv et svar til: Pufferkapacitet

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.