酸碱和缓冲溶液研究.pptVIP

忽略校正系数，此pH 8.0溶液的缓冲比为 lg([TrisH+]/[Tris])=lgr=pKa-pH=8.08-8.0=0.08 [TrisH+]/[Tris]=r=1.2 所以溶液中TrisH+的量为 nTrisH+=V?c总?r/(r+1)=[0.100×0.025×1.2/(1.2+1)] 需要相应盐酸的体积为 V= nHCl/cHCl=nTrisH+/cHCl ={0.100×0.025×1.2/(1.2+1)×0.100}L=14mL 例17 用1.00mol·L-1NaOH和1.00mol·L-1丙酸(用HPr代表，pKa=4.86)储备液配制pH=5.00、总浓度为0.100mol·L-1的缓冲溶液1.00L，请设计配制方法。 解： pH为5.00溶液的缓冲比为： lg([HPr]/[Pr-])=lgr=pKa-pH=4.86-5.00=-0.14 ([HPr]/[Pr-]=r=0.72 设所需的丙酸的体积为 V·c总/cHPr=(1.00×0.100/1.00)L=100mL 其中Pr-的量为nPr-=V·[Pr-]=V·c总/(r+1) =1.00×0.100/(1+0.72)=0.058mol 丙酸钠是由NaOH中和部分丙酸生成的、 HPr+NaOH=NaPr+H2O 因此，所需NaOH溶液的体积为 V =nNaOH/cNaOH =nPr-/cNaOH =(0.058/1.00)L=58mL 5 血液中的缓冲系 人体血液中的缓冲对 CO2(溶解)+H2O H2CO3 H++HCO3- H2CO3 HCO3- OH- H+ 肺 CO2+H2O 肾 正常人血液的pH范围： 7.35～7.45 酸中毒与碱中毒 二、缓冲溶液pH的近似计算公式 对于缓冲系HB-----NaB , 溶液中存在: HB + H2O H3O+ + B- 两边取负对数得： 缓冲比： Henderson-Hasselbalch方程 共轭碱的平衡浓度 共轭酸的平衡浓度 而 [HB] = c(HB) - c(HB) ∴ [B-] ≈ c(NaB) [HB] ≈c(HB) 由于同离子效应使c(HB)很小，所以 [B-] = c(NaB) + c(HB) ∴ 当混合前使：c(B-) = c(HB) 时，又有： 缓冲比 影响缓冲溶液pH值的因素 pH值决定于缓冲系中共轭酸的Ka和缓冲比即[共轭碱]/[共轭酸]。 同一缓冲系 ，pH值只决定于缓冲比 。 [B-]/[HB]=1时，则pH = pKa。 弱酸的解离常数Ka与温度有关，所以温度通过对Ka的影响也会对pH产生影响。 少量稀释，pH值不变；大量稀释，pH会变化，即缓冲溶液有一定的抗稀释能力。 例12 向25.00mL 0.100mol·L-1HAc溶液中，加入0.200mol·L-1 NaOH 5.00mL 组成缓冲溶液，求此缓冲溶液的pH。 解：HAc的pKa = 4.76， 混合后HAc的浓度为 混合后NaAc的浓度为 例13 取0.10mol·L-1 KH2PO4和0.050mol·L-1 NaOH各50mL混合组成缓冲溶液，假定混合后的体积为100mL，求缓冲溶液的近似的和精确的pH。 解：缓冲对为H2PO4-－HPO42-，pKa为H3PO4的pKa2 ＝ 7.21 三、缓冲溶液的性质参数 1 缓冲容量 buffer capacity 意义：衡量缓冲溶液缓冲能力大小的尺度。 符号：β 1922年Slyke提出 定义： 缓冲容量表示单位体积缓冲溶液pH改变一个单位时所能抵抗的一元强酸或一元强碱的物质的量。 数学表达式为： 在dna(b)和V一定时，dpH越小，β越大 二、影响缓冲容量的因素 缓冲容量的计算式： 用相同浓度的共轭酸和共轭碱配制缓冲溶液时，其体积比等于缓冲比，设混合时取HB溶液的体积为aV，B-溶液的体积为bV，则： （１）总浓度c总对β的影响； （２）缓冲比 对β的影响； （３）pH越接近pKa缓冲容量越大。当缓冲比为 1:1 时，缓冲容量最大。 缓冲容量 与pH的关系 （1）HCl （2）0.1 mol·L-1 HAc+NaOH （3）0.2 mol·L-1 HAc+NaOH （4）0.05 mol·L-1