Номер 6, страница 61, часть 2 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

6. Рассмотрите действие форматного буфера. Напишите уравнение реакции.

Решение

Формиатный буферный раствор состоит из слабой муравьиной кислоты ($HCOOH$) и ее сопряженного основания — формиат-иона ($HCOO^−$). Источником формиат-ионов обычно служит соль, например, формиат натрия ($HCOONa$). Буферные растворы предназначены для поддержания практически постоянного значения pH при добавлении небольших количеств сильных кислот или щелочей.

В растворе устанавливается равновесие диссоциации муравьиной кислоты:

$HCOOH \rightleftharpoons H^+ + HCOO^−$

Механизм буферного действия основан на способности его компонентов связывать добавляемые ионы водорода ($H^+$) или гидроксид-ионы ($OH^−$).

Действие формиатного буфера при добавлении кислоты

При добавлении сильной кислоты (источника ионов $H^+$) в буферный раствор происходит реакция между добавленными ионами водорода и формиат-ионами, которые являются основным компонентом буфера. В результате образуется слабая, мало диссоциирующая муравьиная кислота. Это приводит к тому, что концентрация ионов $H^+$ в растворе почти не изменяется, и pH остается стабильным.

Уравнение реакции:

$HCOO^− + H^+ \rightarrow HCOOH$

Действие формиатного буфера при добавлении щелочи

При добавлении сильного основания (источника ионов $OH^−$) в буферный раствор происходит реакция нейтрализации между гидроксид-ионами и муравьиной кислотой, которая является кислотным компонентом буфера. В результате образуются вода и формиат-ион. Таким образом, добавленные ионы $OH^−$ связываются, что предотвращает значительное увеличение pH.

Уравнение реакции:

$HCOOH + OH^− \rightarrow H_2o + HCOO^−$

Ответ:

Уравнения реакций, описывающие действие формиатного буфера:

1. При добавлении в буферный раствор кислоты (ионов $H^+$):

$HCOO^− + H^+ \rightarrow HCOOH$

2. При добавлении в буферный раствор щелочи (ионов $OH^−$):

$HCOOH + OH^− \rightarrow H_2o + HCOO^−$