Правильным ответом является вариант 2: растворы уксусной кислоты и ацетата натрия. Почему этот вариант верный Буферные системы — это растворы, которые сохраняют относительное постоянство концентрации ионов водорода ( ) при добавлении к ним небольших количеств сильной кислоты или щелочи, а также при разбавлении. Согласно теории электролитической диссоциации, классический буфер состоит из двух основных компонентов:
- Слабая кислота (в данном случае — уксусная кислота ). Соль этой слабой кислоты и сильного основания (в данном случае — ацетат натрия ).
Механизм действия ацетатного буфера В растворе присутствуют следующие частицы:
- Уксусная кислота (диссоциирует слабо): Ацетат натрия (диссоциирует полностью):
Как система реагирует на внешнее воздействие:
- При добавлении сильной кислоты ( ): Ионы водорода связываются избытком ацетат-ионов ( ) от соли, образуя слабую уксусную кислоту. Благодаря этому кислотность раствора почти не меняется.
При добавлении щелочи ( ): Гидроксид-ионы нейтрализуются самой уксусной кислотой, образуя воду и ацетат-ион.
Почему не подходят остальные варианты
- Вариант 1 (Ацетат натрия + Ацетат калия): Это смесь двух солей. Здесь нет сопряженной пары «кислота-основание». Такая смесь не способна нейтрализовать добавляемую щелочь, так как в ней отсутствует донор протонов (кислота).
- Вариант 3 (Уксусная кислота + Муравьиная кислота): Это смесь двух слабых кислот. Она не является буферной, так как в ней нет достаточной концентрации сопряженного основания (соли), способного эффективно связывать добавляемые извне ионы водорода.
Формула расчета Для расчета водородного показателя такого буфера используется уравнение Гендерсона-Хассельбаха: Где — силовая характеристика уксусной кислоты. Изменяя соотношение концентраций соли и кислоты, можно приготовить буфер с конкретным нужным значением . Я могу рассчитать точные пропорции уксусной кислоты и ацетата натрия для получения раствора с заданным значением . Хотите, чтобы я сделал такой расчет?