基础化学第四章 缓冲溶液.ppt

第四章???缓冲溶液 第一节 缓冲溶液的组成及缓冲机制 第二节 缓冲溶液 的计算 第三节 缓冲容量和缓冲范围 第四节 缓冲溶液配制 第五节 缓冲体系在医学上的意义 一 缓冲溶液的组成 缓冲溶液一般是由两种物质组成的： 弱酸及其盐：HAc-NaAc 弱碱及其盐：NH3－NH4Cl 两性物质盐：NaH2PO4—Na2HPO4 习惯上把组成缓冲溶液的共轭酸碱 对称为缓冲对(Buffer pair)或缓冲系 （Buffer system) 。 缓冲溶液是由足够浓度、适当比 例的缓冲对组成的混合溶液。 二、 缓冲溶液的缓冲机制 现以HAc-NaAc缓冲溶液为例加以说明HAc在缓冲溶液中的解离平衡及NaAc的解离过程可用下式表示： 　　　 HAc H+ + Ac－ 　　 NaAc Na+ + Ac－ 抗酸成分、抗碱成分 缓冲对中的共轭碱发挥抵抗外来强酸的作用，故称之为缓冲溶液的抗酸成分。 　如：溶液中Ac-的成为抗酸成分 缓冲对中的共轭酸发挥抵抗外来强碱的作用，故称之为缓冲溶液的抗碱成分。 　如：溶液中HAc的成为抗碱成分 第二节 缓冲溶液pH的计算 在 缓冲溶液中，存在下列质子转移平衡： [HAc]≈c(HAc), [Ac-]≈c(Ac-) 上式简化为： ? 两边取负对数： 例 时，1.0 L HAc-NaAc 缓冲溶液中含有 0.10 mol HAc 和 0.20 mol NaAc。 （1）计算此缓冲溶液的 pH； （2）向100mL该缓冲溶液中加入10mL0.10mol·L-1 HCl 溶液后，计算缓冲溶液的 pH； （3）向100mL该缓冲溶液中加入10mL0.10mol·L-1 NaOH 溶液后，计算缓冲溶液的 pH； （4）向100mL该缓冲溶液中加入 1L水稀释后，计 算缓冲溶液的 pH。 解： 时，Ka (HAc)＝1.8×10-5。 （1）HAc 和 Ac- 的浓度都较大，缓冲溶液的 pH 为： （2）加入 10 mL 0.10 mol·L-1 HCl 溶液后，HAc 和 Ac- 的浓度分别为： HAc 和 Ac- 的浓度都较大，缓冲溶液的 pH 为： 加入10 mL 0.10 mol·L-1 HCl 溶液后，溶液的 pH 由5.05降为4.98，仅减小了 0.07，表明缓冲溶液具有 抵抗少量强酸的能力。 （3）加入10 mL 0.10 mol·L-1 NaOH 溶液后，HAc和 Ac- 的浓度分别为： 加入 10 mL 0.10 mol·L-1 NaOH 溶液后， 溶液的 pH由5.05升高到5.11，仅增大了0.06，表明缓冲溶液 具有抵抗少量强碱的能力。 HAc 和 Ac- 的浓度都较大，缓冲溶液的 pH 为： 加入 1 L 水稀释后，溶液的 pH 未发生变化， 表明缓冲溶液具有抗稀释的作用。 第三节 缓冲容量和缓冲范围 一、缓冲容量的概念 1.定义： 单位体积缓冲溶液的pH值改变1个单位时，所需加入一元强酸或一元强碱的物质的量。 符号：β 2、公式： ? V： 是缓冲溶液的体积 ，单位为L。 Δna(b)：缓冲溶液中加入微小量的一元强酸 (dna) 或一元强碱(dnb)， 单位是mol或mmol。 Δ pH：为缓冲溶液pH值的改变量。 讨论： β不可能是负值 在同样的Δna(b)和V的条件下，pH改 值|ΔpH|愈小，则β值愈大，缓冲溶液 的缓冲能力愈强。 ?利用上式可以推导出缓冲容量的计算公式： 二、影响缓冲容量的因素 1. 缓冲容量与总浓度的关系 同一共轭酸碱对组成的缓冲溶液，当缓冲比相同时，总浓度越大,缓冲容量就越大。 2. 缓冲容量和缓冲比的关系 同一共轭酸碱对组成的缓冲溶液，当总浓度相同时，缓冲比越接近1，其缓冲容量就越大。 3、影响缓冲容量的因素： （1）总浓度（CA－＋CHA） 　　同一缓冲对组成的缓冲溶液，当缓冲比相同时，总浓度越大，其?就越大。 （2）缓冲比 (CA-/CHA ) 　　同一缓冲对组成的总浓度相同的缓冲溶液，缓冲比接近1， ?越大，反之。而当缓冲比等于1时， ?最大。 缓冲容量与缓冲比的关系 ★ C总一定,缓冲比=1,β极大； ★ 缓冲比10:1或缓冲比1:1