基础化学 第四章 缓冲溶液 授课课件.ppt

缓冲作用原理 例 :HAc-NaAc 体系 HAc H+ + Ac- NaAc → Na+ + Ac- 加OH- HAc → H+ + Ac- 释放H+ pH不会显著升高 HAc 为抗碱成分; 加H+ HAc ← H+ + Ac- 减少H+ pH不会显著降低 Ac-为抗酸成分 令H+浓度为x 2. 缓冲范围 当缓冲溶液的总浓度一定时，缓冲比愈接近1，缓冲效果最好。 当缓冲比大于10:1或小于1:10时，可认为缓冲溶液已基本失去缓冲作用的能力。 三、 缓冲溶液的选择和配制(p56) 小 结 掌握缓冲溶液的概念、组成和作用机理，判断抗酸和抗碱成分。 掌握缓冲溶液pH值的计算方法。 作业：P62: 3，6，13 3. 现配置pH为5.10的缓冲溶液，计算在50.0ml 0.1 mol.L-1HAc中应加入0.1 mol.L-1NaOH多少ml。(设总体积为二者之和)？ 解：已知pH = 5.10，Ka = 1.75 × 10-5，设加入的NaOH为x ml。 nHAc = 0.1 × 50 × 10-3 = 5.0 × 10-3 mol nNaOH = 0.1 × x × 10-3 = x × 10-4mol 首先，HAc和NaOH发生酸碱中和反应： HAc + NaOH = NaAc + H2O HAc的物质的量减少了x × 10-4mol，同时生成了x × 10-4 mol 的Ac-，而HAc- Ac-互为共轭酸碱对，因此，形成了缓冲溶液。 mol.L-1 mol.L-1 解得：x = 34.5 ml 答：应加入0.1 mol.L-1NaOH 34.5ml。 一、 缓冲溶液组成和作用机理 第四章 缓冲溶液 蒸馏水 蒸馏水中加入HCl到0.010 mol·L-1 ，溶液的pH由7变为2。 HAc-NaAc溶液 0.10 mol·L-1 HAc-0.10 mol·L-1 NaAc溶液中加入HCl到0.010 mol·L-1 ，溶液的pH由4.75变为4.74，改变仅0.01pH单位。 能够抵抗外加少量酸、碱和稍加稀释，而本身pH值不发生显著变化的作用称为缓冲作用。具有缓冲作用的溶液称为缓冲溶液。 缓冲溶液一般由共轭酸碱对的两种物质组成。缓冲系或缓冲对: 弱酸＋共轭碱：HAc － NaAc； H2CO3 －NaHCO3 弱碱＋共轭酸：NH3 － NH4Cl 常用的缓冲溶液 3.74～5.74 5.35～7.35 8.25～10.25 11.32～13.32 4.74 6.35 9.25 12.32 HAc－NaAc H2CO3－NaHCO3 NH4Cl －NH3 Na2HPO4－Na3PO4 缓冲范围 pKa(25℃) 缓冲溶液 HAc Ac- H3O+ OH- HAc Ac- HAc Ac- 共轭酸 共轭碱 HAc NH4Cl H2PO4- NaAc NH3·H2O HPO42- 抗酸成分 缓冲系 抗碱成分 组成示意图 初始浓度(mol·L-1) cHB 0 cB- 平衡浓度(mol·L-1) cHB – x x cB- + x 平衡时 [HB] = cHB – x ? cHB [B-] = cB – x ? cB HB H+ + B－ 二、 缓冲溶液pH的计算 则 等式两边各取负对数，则得 — 缓冲比 —缓冲溶液的总浓度 结论： 1. Ka 与温度有关，故缓冲溶液pH也与温度有关。 2. 同一缓冲系的缓冲溶液，pKa值一定，pH随 cB-/cHB 的改变而改变。当 cB-/cHB ＝1时，pH＝pKa 。 3. 缓冲溶液加水稀释