ЗАДАЧИ
[Н30+] =Vl,8-10-5-0,1 = 1,34-10~3 моль/л, рН = 2,87.
По условию задачи значение рН раствора должно измениться по сравнению с исходным на 1, следовательно, новое значение рН = 3,87.
[Н30+] = 1,34- 10~4 моль/л, [Н30+] =КСн3соонс'сНзСоон/Ссн3соомн) [см- уравнение (2.24)], CCH3CroNH4=KcH3COOHCCH3COOH/[H3° + ] =1,8-10~5-0,1/(1,34 X Х10-4) = 1,34-10-2 моль/л. Массу ацетата аммония рассчитывают по уравнению
гсНзСооын(= 1.34.10-2-200.77/1000=0,2 г.
Пример 3. Определить рН раствора, полученного после раство¬рения 27 г Na2HP04-7H20 и 12 г NaH2P04 в I л воды.
Решение: в данном случае NaH2P04 выступает как кислота:
КН2РОГ=2.0-10"7-Концентрацию ионов водорода рассчитывают по формуле:
2POr<"NaH2PO)/(-Na2HP04-7H20' CNaH2PO<=l2/AlNaH2PO, = 0,IVM,
30
CNa2HPO,. 7Н20 = 27/'MNa2HPO<. 7Н20 = °.1М,
[Н + ]=2,0-10-7.0,1/0,1=2,0-10-7, рН = 6,7. .
2.2.3. Неводные растворители
Неводные растворители и смешанные растворители на их основе широко применяют в практике аналитической химии. Свойства растворителя существенно влияют на растворимость вещества, его кислотно-основные свойства и кислотно-основ¬ные равновесия в растворе. Одно и то же соединение в зависи¬мости от применяемого растворителя может быть а) кислотой, основанием, амфотерным или нейтральным соединением,' б) сильным или слабым электролитом.
Предложено несколько систем классификации раствори¬телей по их физическим или химическим свойствам. В анали¬тической химии в практике кислотно-основного титрования используют классификацию, основанную на кислотно-основ¬ных свойствах растворителей. В соответствии с теорией Брен¬стеда — Лоури различают апротонные и протонные рас¬творители.
Молекулы апротонных растворителей не диссоциируют и неспособны быть донорами или акцепторами протонов. К ним относят ароматические и алифатические углеводороды (бен¬зол, гексан и др.), галогеналканы (хлороформ, тетрахлорид углерода) и др. Эти растворители практически не участвуют в реакциях кислотно-основного взаимодействия с растворен¬ным веществом, в них нельзя титровать соединения с низкой кислотностью или основностью. Диэлектрическая проница¬емость (е) их значительно ниже, чем у воды.
Молекулы протонных растворителей способны отдавать или присоединять протоны. Протонные растворители прини¬мают непосредственное участие в кислотно-основном взаимо¬действии с растворенным веществом и делятся на три группы-амфипротные, протогенные и протофильные. ,
Амфипротные растворители обладают как кислотными так и основными свойствами, молекулы их способны как отда¬вать, так и присоединять протоны. Наиболее типичными амфи-протными растворителями являются вода, а также одно- и многоосновиые спирты и другие органические растворители-
C2H50- + Na + + H20,
С2Н5ОН2+ + СГ
С2Н5ОН +NaOH (кислота)
С2Н5ОН +НС1 (основание)
Амфипротные растворители применяют для титрования веществ как кислотного, так и основного характера.
Протогенные растворители отличаются ярко выраженными протонодонорными свойствами. К протогенным растворителям относят карбоновые кислоты (уксусную, муравьиную и др.), серную кислоту и др. Протогенные растворители усиливают основные свойства соединений. Например, в среде безводной уксусной кислоты такое слабое в воде основание, как пиридин (Кв= 1,5-Ю-9), является основанием средней силы (Кв = = 3,5-Ю-5):
C5H5N+ СНзСООН ^=t C5H5NH++CH3COO-.
Растворители этого класса применяют для титрования ве¬ществ основного характера.
ОН
Протофильные растворители обладают ярко выраженными протоиоакцепторными свойствами. К протофильным раство¬рителям относятся жидкий аммиак, пиридин, гидразин, амины и др. Например, такая слабая в воде кислота, как о-крезол j(/(A=6,3-10~"), в среде гидразина является кислотой сред¬ней силы (/(А=10~4):
CH.
0-
сн3
+ H2N—NH24=±H2N— NH3 + I I
Эту группу растворителей применяют для титрования веществ кислотного характера.
Предложенная Паркером классификация растворителей основана на специфическом взаимодействии растворителя с растворенным веществом. При этом различают диполярные апротонные, диполярные протонные и аполярные апротонные растворители. Диполярные апротонные растворители — это растворители с высокой диэлектрической проницаемостью (Е> 15) и большими дипольными моментами (ц,> 2,5?>), для них характерно отсутствие атомов водорода для образования водородных связей. К этой группе растворителей относят кетоны, нитрилы, диметилсульфоксид, диметилформамид и др. Ацетонитрил, например, проявляет кислотные свойства по отношению к такому слабому в воде основанию, как а-пико-лин (/(B = 9,3-Ю-""9), и основные свойства по отношению к кислотам Льюиса, но кислотно-основные свойства ацето-нитрила связаны с полярным характером его молекул:
CH3CN + CH3C5H4N
СНз—C=N- ^СНзС5Н,Ы(СНз) + + С5Н4(
4(CH3)N +