第5章缓冲溶液_终稿..docVIP

第五章 缓冲溶液 对抗外来少量强酸、强碱或稍加稀释，保持pH值基本不变的作用叫做缓冲作用具有缓冲作用的溶液叫做缓冲溶液。 HAc＋H2O H3O+＋Ac- 当外加少量强酸时，共轭碱Ac-就和加入的H3O+结合成难电离的HAc和H2O分子，使平衡左移，消耗了的大部分H3O+，达到新平衡时，溶液中[H3O+]无明显增大，从而保持pH基本不变，故Ac-起抗酸作用。 如果外加少量强碱由强碱的OH-就会与H3O+结合成H2O，引起[H3O+]减少，促使平衡向右移动，体系中HAc和H2O作用，补充被消耗掉的H3O+，从而不会使[H3O+]因加入碱而明显改变，即仍保持pH基本不变。故HAc是抗碱成分，起抗碱作用。 缓冲容量是衡量缓冲能力大小的尺度。缓冲容量的大小主要取决于缓冲溶液的总浓度和缓冲比。同一缓冲系，缓冲比时，c总越大?越大，反之则小一般情况下，缓冲溶液总浓度以0.05mol·L-1～0.2mol·L-1为宜。总浓度缓冲比等于1（pH pKa）时?最大。共轭酸 Ka pKa 理论缓冲范围 HAc NH+4 H3BO3 1.7510-5 5.6×10-10 5.4×10-10 4.756 9.25 9.27 3.756～5.756 8.25～10.25 8.24～10.24 4．（1）pH pKa＋ 4.756＋ 5.056 （2）pH pKa＋ 10.25＋ 10.25 （3）NH3＋HCl NH4Cl n（NH3） 0.500.10－0.10×0.10 0.040（mol） n（NH+4） 0.100.10 0.010（mol） pH pKa＋ 9.25＋9.85 5．混合溶液中有0.15mol H3PO4，0.25mol NaOH H3PO4＋NaOH NaH2PO4＋H2O 生成0.15mol NaH2PO4，剩余0.10mol NaOH NaH2PO4＋NaOH Na2HPO4＋H2O 生成0.10mol Na2HPO4，剩余0.05mol NaH2PO4，得H2PO-4HPO2-4缓冲系 6．加入HCl前NH3（aq）NH4Cl缓冲系，故 加入HCl后 7．加NaOH后 （mol·L-1） 0.11（mol·L-1） 4.87＋ 4.78 溶液的离子强度 [0.090×（＋1）2＋0.090（-1）2] 0.090mol·kg-1） -0.509× -0.153 所以，缓冲溶液的精确 4.87＋ （1）c总 c（HAc）＋c（Ac-） 0.050＋0.050 0.10mol·L-1） 缓冲比 1 （2）HAc＋NaOH NaAc＋H2O 反应后c（HAc） 0.10mol·L-1c（Ac-） 0.10mol·L-1） c总 c（HAc）＋c（Ac-） 0.10＋0.10 0.20mol·L-1） 缓冲比 1 （3）c总c（HAc）＋c（Ac-）0.20＋0.20 0.20（mol·L-1） 缓冲比 所以（2）号溶液的缓冲最大设加入HCl的体积为V（HCl） 7.47.85＋ 得V（HCl） 0.0476L 47.6mLpH 5.00与pKa2接近，应选缓冲系NaH2Cit-Na2HCit，用NaOH与H3Cit完全反应生成NaH2Cit，再与NaH2Cit部分反应生成Na2HCit。 设H3Cit全部转化为NaH2Cit需NaOH溶液V1 mL 0.200mol·L-1×500mL 0.400mol·L-1×V1mL V1 250mL 设NaH2Cit部分转化，组成NaH2Cit-Na2Hcit缓冲系，需NaOH溶液V2 mL： NaH2Cit＋NaOHNa2HCit＋H2O n（Na2HCit） 0.400mol·L-1V2mL 0.400V2 mmol n（NaH2Cit） 0.200mol·L-1500mL－0.400mol·L-1V2mL （100－0.400V2）mmol pH pKa2＋lg 4.76＋lg 5.00 V2 157mL 共需加入NaOH溶液的体积V1mL＋V2mL 250mL＋157mL 407 mL查表得HAc的pKa 4.75，在pH4.50的缓冲溶液中： 4.50 4.75 + lg 解得c（HAc） 0.130mol·L-1 c（NaAc） 0.200 mol·L-1–0.130 mol·L-1 0.070mol·L-1 加入固体NaOH mg： 4.90 4.75 + lg 解得m 0.92。 在pH 4.90的缓冲溶液中 [HAc] 0.130 mol·L-1– 0.084mol·L-1 [Ac-] 0.070 mol·L-1＋ 0.116mol·L-1 β 0.112 mol·L-1·