Vì sao dung dịch đệm có ph không đổi

Dung dịch đệm

Dung dịch đệm là dung dịch có pH thay đổi không đáng kể khi thêm vào đó một ít axit, bazơ hay pha loãng chúng.

2. Thành phần của dung dịch đệm và cơ chế tác dụng đệm

Một hệ đệm có thể gồm các chất sau:

CH3COOH  +  CH3COONa

NaHCO3  +  Na2CO3

NH4Cl + NH3

Axit  +  Bazơ

Một cách tổng quát trong hệ đệm có mặt đồng thời với một tương quan đáng kể của hai dạng axit và bazơ của một cặp axit và bazơ liên hợp. Nghĩa là trong dung dịch đệm luôn luôn tồn tại cân bằng:

HA ⇔  H+  +  A-

Vì vậy, khi thêm vào dung dịch đệm H+, cân bằng trên sẽ dịch chuyển theo chiều nghịch tạo ra axit điện li yếu HA. Ngược lại khi thêm bazơ OH- hay pha loãng, nồng độ H+ bị giảm xuống thì đồng thời cân bằng sẽ dịch chuyển theo chiều thuận để tạo thêm H+ và do đó pH không bị thay đổi.

3. pH của dung dịch đệm

Giả sử dung dịch đệm gồm axit HA với nồng độ [HA], hằng số Ka và bazơ liên hợp A- với nồng độ [A-]. Từ cân bằng điện li:

HA  ⇔  H+  +  A-

Một cách tổng quát pH của dung dịch đệm:

pH = pKa + log [[bazo liên hợp]/[axit liên hợp]]

Phương trình trên gọi là phương trình Henderson – Hasellbalch.

Lưu ý: tỷ số nồng độ [[bazo liên hợp]/[axit liên hợp]] cũng là tỷ số mol của bazơ liên hợp và axit liên hợp trong dung dịch đệm.

Dựa vào phương trình Henderson – Hasellbalch, ta có thể:

- Tính pH của dung dịch đệm nếu biết pKa, [A-], [HA].

Ví dụ: Tính pH của dung dịch đệm gồm: 100ml dung dịch CH3COOH 0,1M và 50ml dung dịch CH3COONa 0,4M.

pH = 4,76 + log [[0,4x0,05]/[0,1x0,1]]  = 5,06

Kinh nghiệm cho thấy, để đảm bảo một dung dịch đệm có khả năng đậm tốt thì nồng độ của một dạng này [axit hay bazơ liên hợp] không nên gấp quá 10 lần nồng độ của dạng kia. Điều đó có nghĩa là một dung dịch đệm tốt trong khoảng pH = pKa cộng trừ 1.

BÁO CÁO KẾT QUẢ THỰC HÀNH

Bài 8: DUNG DỊCH ĐỆM

Ngày thực hành:

Họ và tên:   

MSSV 

1.Dung dịch đệm là dung dịch có giá trị pH không đổi hoặc thay đổi rất ít khi ta thêm vào hệ một lượng nhỏ axit – bazơ hoặc khi pha loãng.

Phân loại dung dịch đệm.

Có 2 loại dung dịch đệm:

 - Dung dịch đệm axit là hệ dung dịch đệm được hình thành bằng cách trộn lẫn một axit yếu với muối của nó với một bazơ mạnh.

- Dung dịch đệm bazơ là dung dịch đệm được hình thành bằng cách trộn lẫn một bazơ yếu với muối của nó với một axit mạnh.

- Dung dịch đệm tạo thành bởi 2 chất lưỡng tính axit-bazơ.

2.  pH của dung dịch đệm axit và dung dịch đệm bazơ chỉ phụ thuộc vào hằng số cân bằng của axit/bazơ yếu và tỉ số giữa nồng độ đầu của muối và nồng độ đầu của các axit/bazơ. Do đó khi chúng ta pha loãng dung dịch hoặc thêm vào dung dịch đệm một lượng axit – bazơ thì pH của dung dịch thay đổi rất ít.

Ứng dụng của dung dịch đệm:

 -Khả năng chống lại sự thay đổi pH đột ngột giúp dung dịch đệm được dùng phổ biến trong các quá trình hoá học và cần thiết cho các chu trình hoá sinh.

-Dung dịch đệm giúp giữ nguyên độ pH cho các enzym trong các cơ thể sống hoạt động.

- Hỗn hợp đệm của axit cacbonic [H2CO3] và bicacbonat [HCO3−] hiện diện trong huyết tương, nhằm duy trì pH trong giữa 7,35 và 7,45.

-Trong công nghiệp, dung dịch đệm được dùng trong các quá trình lên men và được dùng trong từng trường hợp nhuộm riêng lẻ. Chúng cũng được dùng trong ngành hoá phân tích và chuẩn độ pH.

3.Kết quả các thí nghiệm.

a. Lập thang màu đo pH của dung dịch axit.

b. Hệ đệm axit và khảo sát khả năng đệm của hệ

c. Lập thang màu đo pH dung dịch bazơ

d. Hệ đệm bazơ và khỏa sát khả năng đệm của hệ.

e. Xác định pH của dung dịch đệm vừa điều chế trong thí nghiệm 2, 4.

Dựa vào bảng thang màu xác định khoảng pH thì:

Thí nghiệm 2: pH của dung dịch đệm axit bằng 4.

Thí nghiệm 4: pH của dung dịch đệm bazơ bằng 10.

f. So sánh khả năng đệm của dung dịch đệm từ bảng số liệu thực nghiệm của thí nghiệm 2, 4.

  Khi thêm axit/bazơ vào hệ đệm axit/bazơ thì pH của hệ đệm axit/bazơ thay đổi rất ít so với ban đầu. Vì vậy độ đệm của dug dịch đệm axit/bazơ là rất mạnh. Nhưng theo kết quả thực nghiệm cho thấy khả năng đệm của hệ đệm bazơ mạnh hơn so với hệ đệm axit.

g. Nhận xét về sự thay đổi màu :

Khi thêm dung dịch axit vào hệ đệm axit thì màu của hệ thay đổi từ vàng sang đỏ khi ta cho nhiều axit cho thấy sự thay đổi pH là rất ít.

Khi thêm dung dịch bazơ vào hệ đệm bazơ thì màu của hệ thay đổi từ xanh sang vàng [đối với chỉ thị Indigocarmin ] và từ vàng sang đỏ [đối với chỉ thị Alizarin vàng R] khi ta cho nhiều bazơ cho thấy sự thay đổi pH là rất ít.

=> Dung dịch có giá trị pH không đổi hoặc thay đổi rất ít khi ta cho thêm vào hệ một lượng nhỏ axit – bazơ hoặc khi pha loãng hệ.