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第四章 酸与碱 酸碱质子理论的应用 盐的水解反应用酸碱质子平衡理论来处理，可以简化计算。 研究高级有机酸的分离提纯方法。 研究人体血液的缓冲机制。 非水滴定。 一、缓冲溶液组成和作用机制 50mlH2O 1滴1.0mol/LNaOH pH→11 1滴1.0mol/L HCl pH→3 |ΔpH|=4 1滴1.0mol/LNaOH pH→4.76 1滴1.0mol/L HCl pH→4.74 0.1mol/LHAc 0.1mol/LNaAc pH=4.75 |ΔpH|=0.01 第四节 缓冲溶液 * 缓冲作用：能抵抗外来少量强酸强碱或稀释，而 自身的pH值基本不变的作用。 缓冲溶液：能抵抗外来少量强酸、强碱或稍加稀 释，而保持其pH值基本不变的溶液。 “少量”、“基本不变”—缓冲作用有限度 缓冲作用应同时具有抗酸和抗碱的双重作用。 （1）浓的强酸、强碱有缓冲作用吗？ （2）较大浓度的弱酸、弱碱有缓冲作用吗？ （一）缓冲溶液 * （二）缓冲溶液组成 质子酸碱理论看：共轭酸碱对 弱酸及弱酸盐 弱碱及弱碱盐 多元酸及其次级盐 以下混合物溶液都有缓冲作用： HAc-NaAc NH4+-NH3 H3PO4 -H2PO4- H2PO4--HPO42- HPO42--PO43- * 缓冲溶液的基本状况: （1）共轭酸和共轭碱的浓度都较大 （2）共轭酸碱对之间存在质子转移平衡 HB + H2O = H3O+ + B- 共轭酸 共轭碱 （三）缓冲作用机理 组成缓冲溶液的共轭酸碱对的两种物质合称为缓冲系(buffer system)或缓冲对(buffer pair)。 HAc-NaAc ； NH3-NH4Cl * 以HAc-NaAc缓冲溶液为例（与酸作用） 少量H+ 平衡向左移动 共轭碱是抗酸成分 抗酸作用 * 以HAc-NaAc缓冲溶液为例（与碱作用）： 少量OH- 平衡向右移动 共轭酸是抗碱成分 抗碱作用 * （1）较大浓度的共轭酸、共轭碱是缓冲作用 的物质基础。 （2）共轭酸碱物质之间的质子传递平衡是缓 冲作用的内在动力。 结论 总之，由于缓冲溶液中同时含有较大量的弱酸(抗碱成分)和共轭碱(抗酸成分)，它们通过自身的质子传递平衡移动以达到消耗掉外来的少量强酸、强碱，或对抗稍加稀释的作用，使溶液的H+离子或OH-离子浓度没有明显的变化，因此缓冲溶液具有缓冲作用。 但缓冲溶液的缓冲作用不是无限的。 * 二、缓冲溶液pH的计算 以HB-NaB 表示缓冲系，溶液中存在如下质子转移平衡： * 两边取负对数: 总浓度：[B-]+[HB] (4.15a) 上式是计算缓冲溶液pH的Henderson-Hasselbach方程式（亨德森-哈塞尔巴赫）又称缓冲公式 pKa为弱酸的解离常数的负对数； [B-]和[HB]均为平衡浓度。 ] [ ] [ 缓冲比： HB B - * HB的浓度为c(HB) (或称起始浓度,配制浓度)， NaB的浓度为c(NaB)；HB解离部分的浓度为c(HB) 。 式(4.15a)又可表示为： (4.15b) 则： [HB]平 = c(HB) - c(HB) [B-]平 = c(NaB)+ c(HB) [HB]平≈c(HB) ，[B-]平≈c(NaB) ＝c(B-) * 式(4.15b)可改写为: 若缓冲溶液的体积以V 表示，则 (4.15c) * 根据缓冲溶液的计算公式可知： 1、缓冲溶液的pH值主要取决于共轭酸碱对中弱酸 的Ka值，其次，取决于缓冲溶液的缓冲比。 2、对于同一缓冲对的缓冲溶液，其pH值只取决于 缓冲比，改变缓冲比，缓冲溶液的pH值也随之 改变,当缓冲比为1时，缓冲溶液的pH=pKa。 3、适当稀释缓冲溶液，缓冲比不变，计算的pH值 亦不变，但加入大量水稀释时，使pH值略有升 高，称为稀释效应。 * 例1：计算由0.080mol/LHAc溶液和0.20mol/LNaAc等体积混合成缓冲溶液的pH值。（Ka＝1.8?10-5 ） 解：由于等体积混合后溶液的体积增大一倍，在缓冲溶液中，各物质浓度发生变化（为它们原浓度的一半） CHAc= 0.080/2 =0.040 mol/L CAc- =0.20/2 =0.10 mol/L 由缓冲公