1。概念を理解する
* バッファソリューション: バッファー溶液は、少量の酸または塩基が追加されると、pHの変化に抵抗します。それらは、弱酸とそのコンジュゲートベース(または弱い塩基とその共役酸)で構成されています。
* Henderson-Hasselbalch方程式: この方程式は、バッファー溶液のpHを弱酸のPKAに関連付け、酸の濃度とその共役塩基の比に関連付けます。
ph =pka + log([共役ベース]/[酸])
* HCl(塩酸): 緩衝液中の酢酸イオン(コンジュゲートベース)と反応する強酸が均衡をシフトし、pHを下げます。
2。情報を収集
* 酢酸のpka: 酢酸のPKAは4.74です。
* 望ましいpH: 3.88
* 初期濃度:
* [酢酸] =2.0 m
* [酢酸] =(これを理解する必要があります)
* バッファ体の体積: 1.00 l
3。計算を設定します
* 初期酢酸濃度を見つけてください:
*目的のpHとPKAを知っています。 Henderson-Hasselbalch方程式を使用して、酢酸と酢酸の比を見つけることができます。
* 3.88 =4.74 + log([酢酸]/[酢酸])
*比率を解く:[酢酸]/[酢酸] =0.138
* [酢酸] =2.0 m以来、[酢酸塩] =0.138 * 2.0 m =0.276 m
* 必要なHClのモルを計算します:
* HClと酢酸の反応は次のとおりです。
hcl + ch3coo--> ch3cooh + cl-
*追加されるHClのモルごとに、1モルの酢酸塩が消費され、1モルの酢酸が形成されます。
* 'x'が追加されたHClのモルを表します。
* HCLを追加した後:
* [酢酸] =2.0 m + x
* [酢酸] =0.276 m -x
*新しい濃度でヘンダーソンハッセルバルチ方程式を再度使用します。
3.88 =4.74 + log((0.276 -x)/(2.0 + x))
*「x」:x =0.153モルを解きます
4。 Hcl の質量を計算します
* HClのモル質量: 36.46 g/mol
* HClの質量: 0.153モル * 36.46 g/mol =5.58 g
回答: 約 5.58グラムを追加する必要があります 3.88のpHを達成するために、バッファー溶液へのHClガスの。
重要な注意: この計算では、理想的な条件を想定しています。実際には、HCLガスを安全かつ正確に溶液に直接追加することは非常に困難です。 既知の濃度でHClの標準ソリューションを使用して、目的のpHを達成する方がはるかに安全です。