Задача по буферным системам

Для решения задачи воспользуемся формулой буферной емкости: C_buf = (Δn_acid/ΔpH_acid) = (Δn_base/ΔpH_base),

где C_buf - буферная емкость, Δn_acid и Δn_base - изменение количества моль кислоты и основания соответственно, ΔpH_acid и ΔpH_base - изменение pH после добавления кислоты и основания соответственно.

Рассчитаем изменение количества моль кислоты и основания: Δn_acid = V_acid * C_acid = 3 мл * 0,1 М = 0,3 ммоль Δn_base = V_base * C_base = 2 мл * 0,1 М = 0,2 ммоль

Рассчитаем буферную емкость по кислоте и по основанию: C_buf_acid = Δn_acid / ΔpH_acid = 0,3 ммоль / 0,2 = 1,5 ммоль/pH C_buf_base = Δn_base / ΔpH_base = 0,2 ммоль / 1,0 = 0,2 ммоль/pH

Сравнивая буферные емкости по кислоте и по основанию (1,5 ммоль/pH и 0,2 ммоль/pH соответственно), можно сделать вывод, что буферная система лучше удерживает pH при добавлении кислоты, чем основания.

Теперь определим, какого компонента первоначально было больше: протолитического основания или протолитической кислоты.

Так как буферная система лучше удерживает pH при добавлении кислоты, можно предположить, что в системе изначально больше протолитического основания (HCO3-).

Уравнения реакций:

Добавление кислоты (HCl): HCO3- + H+ → H2CO3

Добавление основания (NaOH): HCO3- + OH- → CO3(2-) + H2O

Итак, в данной гидрокарбонатной буферной системе изначально больше протолитического основания (HCO3-).