[工学]第3章缓冲溶液.ppt

《基础化学》教学课件 例：将 0.10 mol·L-1 盐酸 100 ml 与 400 ml 0.10 mol·L-1 氨水相混合，求混合后溶液的 pH 值（已知NH3 的 K b = 1.76 ×10-5）。 缓冲溶液pH的校正 血浆pH值的计算 细胞内主要缓冲体系是H2PO4- - HPO42- 1、 β与缓冲比的关系 A点： [HB] 而[B-] →0 B点： [B-] 而[HB] →0 O点： [B-] =1 [HB] β pH O A B 缓冲溶液：HB~B- 总浓度一定时,缓冲容量随缓冲比的变化而规律变化 影响缓冲容量的因素 β pKa O A B A→O： [B-] [HB] ＜1 pH＜pKa 红线 B→O： [B-] [HB] ＞1 pH＞pKa 绿线 O点： [B-] [HB] =1 pH = pKa O点： pH = pKa β 最大 β pKa O A B pKa－1 pKa+1 当 1 10 ≤ [B-] [HB] ≤ 1 10 时 缓冲溶液具缓冲作用 pH = pKa±1 缓冲范围 该缓冲系可以配制从 pH=pKa－1到pH=pKa＋1的缓冲溶液 例： 缓冲范围 缓冲对 pKa HAc~NaAc 4.75 H2PO4-~HPO42- 7.21 NH4+~NH3 9.25 3.75—5.75 6.21—8.21 8.25—10.25 β pH 1 3 5 7 9 11 13 b d e b线：0.1mol·L-1HAc + NaOH HAc~NaAc 缓冲系 pKa 4.75 d线: 0.01mol·L-1 KH2PO4+ NaOH H2PO4-~HPO42- 7.21 e线：0.1mol·L-1NH3 + HCl NH4+~NH3 9.25 β= 2.303×[HB]·[B－]/C总 [HB] 共轭酸的平衡浓度 [B－] 共轭碱的平衡浓度 C总 = [HB] ＋[B－] 2、 β与总浓度的关系 总浓度越大，β越大 β= 2.303×([HB] /C总)([B－] /C总) · C总 缓冲比一定时,为常数 β pH 1 3 5 7 9 11 13 b c b线：0.1 mol·L-1HAc + NaOH c 线：0.2 mol·L-1HAc + NaOH β pH 1 3 5 7 9 11 13 a f a线：HCl f线：NaOH 具缓冲容量，但 不是缓冲溶液 缓冲比为1时，缓冲容量β最大 β极大=2.303×?×?×C总=0.576C总 β= 2.303×([HB] /C总)([B－] /C总) · C总 [HB] /C总= [HB] [HB] ＋[B－] = 1 1＋ [B-] [HB] = 1 2 同样： [B－] /C总= 1 2 小结： 影响缓冲容量的因素 1. 缓冲比一定时，c总越大，缓冲能力越强。 2. c总一定时，缓冲比= 1，缓冲能力最强。 3. 缓冲范围： pKa －1 ＜ pH ＜ pKa＋ 1 缓 冲 溶 液 的 配制 第四节 一、缓冲溶液的配制方法 ①选择合适的 缓冲系： 选择缓冲溶液的pH最接近pKa的缓冲系 根据pH = pKa±1和缓冲容量原理 ② 总浓度不能太小或太大 (0.05—0.2mol·L-1) ③ 计算 n B- 和 n HB ④ 校正 稳定、无毒 例：要配制pH=7.00的缓冲 溶液应选择哪一种缓冲系? H2CO3~NaHCO3 NaH2PO~Na2HPO4 缓冲系 pKa 6.37 7.21 可选用 Tris·HCl~Tris 8.08 例：如何配制1L总浓度为0.2 mol·L-1, pH= 7.00的缓冲溶液。 解： 查表可选用NaH2PO4~Na2HPO4： pKa2 = 7.21 nHPO42- pH = pKa2 + lg nH2PO4- 已知 7.00 = 7.21 nHPO42- ＋ nH2PO4- = 0.2 二元一次 方程 nHPO42- nH2PO4- = 0.0862 mol = 0.114 mol (Na2HPO4 12.24克) (NaH2PO413.68克) 称量二者混合溶解稀释至1000ml 缓冲溶液的配制方式: (1) 共轭酸 + 共轭碱 如：HAc + NaAc (4) 特殊两性物质 如：邻苯二甲酸氢钾 (2) 弱酸 + 强碱 如：HAc +NaOH (过量) (3) 弱碱 + 强酸 如：NH3 + HCl (过量) COOH COOK COOH 一元弱酸 COOK 一元弱碱 共轭 (1:1) pH = 4.