3、缓冲溶液.pptVIP

第四节 缓冲溶液;50mLHAc-NaAc (c(HAc)=c(NaAc)=0.10mol·L-1, pH = 4.74 );;普通缓冲溶液—由共轭酸碱对组成，用于控制溶液酸碱度。如HAc和NaAc混合溶液、NH3与NH4Cl混合溶液都可组成缓冲溶液。;缓冲作用原理;3. pH的计算;如果弱酸的浓度为cHB，共轭碱的浓度为cB- ，由于HB解离得很少，加上B－离子的同离子效应，使HB解离得更少，故可认为[HB]≈cHB，[A－]≈cB- 。故上式可写成： 同理可导出弱碱及其共轭酸组成的缓冲溶液[OH－]和pH的计算公式： ;例 :计算 0.10mol/LNH4Cl和0.20mol/LNH3缓冲溶 液的pH。; 解：反应后溶液中剩余酸的量为： 100mL×0.45mool/L-50mL×0.30mol/L=30mmol 产生的酸根量为： 50mL×0.30mol/L=15mmol 由于共轭酸碱共存，所以该溶液为一缓冲体系，溶液的pH值为：;例在化学反应中，常用pH＝10的氨性缓冲溶液。其配制方法是:称取70 g NH4Cl固体试剂，加适量水溶解后，加入570mL浓氨水(密度为0.90g/mL，质量分数28%)，加水稀至1000mL。计算该溶液的pH值。;1.缓冲溶液的缓冲容量 ;1. 缓冲容量与缓冲组分浓度的关系;如果在100 mL的这种溶液中，加入0.1 mL 1 mol·L-1 HCl，即增加H+浓度0.001 mol·L-1，则： 这时溶液的pH基本不变。;(2) 0.020 mol·L-1 HAc-0.020 mol·L-1 NaAc缓冲溶液 在此溶液中，HAc和Ac－的总浓度为0.040 mol·L-1，为前者的1/10，但它们浓度的比值仍为1?1，故溶液的pH为： 如果在100 mL的这种溶液中，同样增加H+浓度0.001 mol·L-1，则：;2. 缓冲容量与缓冲组分浓度比值的关系; (2) 0.36 mol·L-1HAc-0.04 mol·L-1 NaAc缓冲溶液 在此溶液中，HAc和Ac－的总浓度也是0.40mol·L-1，但它们的浓度的比值为9?1，即： ; 如果在100 mL 的这种溶液中，同样增加H+浓度0.001 mol·L-1，则： 这时溶液的pH改变了3.79 ? 3.77 = 0.02个单位。;缓冲容量的大小与下列因素有关： ; cHB? cB- = 1?1时 pH = pKa cHB ? cB- = 10?1时 pH = pKa + 1 cHB ? cB- = 1?10时 pH = pKa ? 1 ;缓冲溶液的缓冲范围一般为：; ①缓冲体系的缓冲范围必须包括所需控制的溶 液的pH值。 ;;;2. 缓冲溶液的配制方法;【例 6-22】欲配制pH = 7.00的缓冲溶液500 mL，应选用HCOOH-HCOONa、HAc-NaAc、NaH2PO4-Na2HPO4、NH3-NH4Cl中的哪一对？如果上述各物质溶液的浓度均为1.0 mol?L-1，应如何配制？ 解：所选择缓冲对的pKa应为6.00 ~ 8.00，且尽量靠近7.00。查附录可知： HCOOH：pKa = 3.74；HAc：pKa = 4.74； H3PO4：pKa2= 7.20 ；NH4+ ： pKa = 9.26 故应选择NaH2PO4-Na2HPO4来配制缓冲溶液。;设取NaH2PO4溶液为xL，则取Na2HPO4溶液为(0.500－x) L，则： ;【例6-23】欲配制pH = 5.00的缓冲溶液，需要在100 mL 0.10 mol?L-1的HAc溶液中，加入0.10 mol?L-1的NaOH多少毫升？ 解：设应加入NaOH x mL，则溶液的总体积为(100 + x) mL，;所以： 根据 ，将各值代入后，得： 所以，在100 mL 0.10mol?L-1的HAc溶液中加入64.5 mL 0.01 mol?L-1的NaOH溶液，便可制得pH = 5.00的缓冲溶液。;【例6-24】欲配pH = 9.00的缓冲溶液，应在500 mL 0.10 mol·L-1的NH3?H2O溶液中加入固体NH4Cl多少克？假设加入固体后溶液总体积不变。 解：已知NH3?H2O的pKb = 4.74，NH4Cl的摩尔质量为53.5 g?mol-1，因为： 所以： ;所以应加固体NH4Cl的质量为： 即应在500 mL 0.10 mol·L-1的NH3?H2O溶液中加入固体