1. Почему растворы сильной кислоты и сильного основания не считаются буферными, несмотря на то, что при введении

Сабина

67

1. Растворы сильных кислот и сильных оснований не считаются буферными из-за особенностей их химического поведения. Буферная система состоит из слабой кислоты/основания и его соли. При добавлении гидроксид-ионов в раствор сильной кислоты или ионов водорода в раствор щелочи практически не изменяется рН раствора в начале процесса нейтрализации.

Это происходит потому, что сильные кислоты и основания полностью диссоциируют в воде, т.е. разделяются на ионы. Например, сильная кислота HCl полностью диссоциирует на ионы H+ и Cl-. Когда в раствор добавляют гидроксид-ионы OH-, они реагируют с присутствующими в растворе ионами водорода H+. Эта реакция идет полностью, и раствор становится нейтральным. Таким образом, отсутствует возможность поддерживать постоянный рН раствора, что требуется для буферной системы.

2. Океанская вода обладает буферным действием благодаря наличию диоксида углерода (CO2) в воздухе над водой и карбоната кальция (CaCO3) в морских осадках.

Когда в атмосферу попадает углекислый газ CO2, часть этого газа растворяется в морской воде, образуя угольную кислоту H2CO3. Угольная кислота диссоциирует на водородные и карбонатные ионы: H2CO3 ⇌ Н+ + НСО3-. Благодаря наличию этих ионов, океанская вода обладает буферным действием в отношении добавленных кислотных или щелочных веществ.

Карбонат кальция (CaCO3) присутствует в морских осадках и может реагировать с добавленными кислотными ионами H+. В результате образуется растворимая форма кальция и ионы гидроксида OH-, которые осаждается в виде гидроксида кальция (Ca(OH)2). Эта реакция также помогает поддерживать стабильный уровень pH океанской воды при добавлении кислотных веществ.

3. Буферная система на основе СН3СООН (уксусной кислоты) состоит из уксусной кислоты и ее соли - ацетата натрия (NaCH3COO). В такой системе уксусная кислота является слабой кислотой, а ее соль слабым основанием.

Когда в раствор добавляют кислотные или щелочные ионы, они реагируют с соответствующими ионами в составе буфера. Например, при добавлении кислотных ионов H+ из других сильных кислот, они реагируют с ацетатными ионами CH3COO- и образуют уксусную кислоту.

CH3COO- + H+ ⇌ CH3COOH

Таким образом, ацетатный ион служит резервуаром для водородных ионов, позволяя поддерживать стабильный рН раствора в определенном диапазоне. Это делает буферную систему на основе СН3СООН важной для поддержания стабильности рН во многих процессах, таких как биологические реакции и промышленные процессы.