第四章 缓冲溶液讲课.ppt
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例:在1L混合液中,含有0.10mol HAc 和0.10mol NaAc (HAc:pKa=4.76) (3) 此混合液稀释一倍,溶液的pH值=? 解: pH = pKa + lg —— cHAc cAc- 0.05 0.05 4.76+0 = 4.76 cHAc= cAc- = 0.05mol·L-1 【例题】计算结果比较可知: ①原液 ②加酸 ③加碱 ④稀释 pH值 4.76 4.67 4.85 4.76 小结 缓冲溶液的主要性质 ①抗酸抗碱作用 ②抗稀释作用(在适当范围内) 在缓冲溶液中加入少量强酸、强碱或将溶液适当稀释时,溶液的pH值基本保持不变。 例:计算0.10mol·L-1NH3 20ml和0.20mol·L-1 NH4Cl 15ml混合溶液的pH。(NH3: pKb=4.75) 解: NH4+的Ka =Kw/Kb pKa =pKw-pKb =14-4.75 =9.25 =9.25+lg pH =pKa+lg n(共轭碱) n(共轭酸) =pKa+lg n(NH3) n(NH4+) 0.10mol·L-1?20ml 0.20mol·L-1?15ml =9.25-0.18 =9.07 二、缓冲溶液PH计算公式的校正 不要求掌握 第三节 缓冲容量和缓冲范围 (buffer capacity) 定义: β === dna(b) V∣dpH∣ 单位: mol·L-1·pH-1 单位体积的缓冲溶液pH改变1时所能抵抗的外加一元强酸或一元强碱的物质的量( mol) def 一、缓冲容量β 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 缓冲系HB~B- c总 = [HB] +[B-] 二、影响缓冲容量的因素 β= 2.303×([HB]/c总)([B-]/c总) c总 β= 2.303×[HB][B-]/c总 ?= 2.303×([HB]/([HB]+[B-]))([B-]/([HB]+[B-])) c总 ?= 2.303×(1/(1+[B-]/[HB])) (1/([HB]/[B-]+1)) c总 二、影响缓冲容量的因素 影响缓冲容量β的因素: ①c总=[B-]+[HB] [B-] ②缓冲比= [HB] β pH O A B A点: [HB] 而[B-] →0 缓冲溶液:HB~B- B点: [B-] 而[HB] →0 O点: [B-] =1 [HB] 总浓度一定时,缓 冲容量随缓冲比的 变化而规律变化 1.β与缓冲比的关系( c总相同时) β pKa O A B pH = pKa+lg [B-] [HB] A→O: [B-] [HB] <1 pH<pKa B→O: [B-] [HB] >1 pH>pKa 红线 绿线 O点: [B-] [HB] =1 pH = pKa 缓冲溶液: pH β pKa O A B pH = pKa+lg [B-] [HB] O点: [B-] [HB] =1 β 缓冲溶液: pH 最大 ●当缓冲比愈接近1,β愈大; 缓冲比=1 时(即pH=pKa时),β最大。 ●缓冲比偏离1愈远,β愈小,甚至失去缓冲作用。 β pKa O A B pKa-1 pKa+1 O点: pH = pKa β 最大 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 pH 例: 缓冲对 pKa 缓冲范围 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与 c总成正比 缓冲比一定时,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= 2.303×[HB][B-]/c总 ?= 2.303×([HB]/([HB]+[B-]))([B-]/([HB]+[B-])) c总 ?= 2.303×(1/(1+[B-]/[HB])) (1/([HB]/[B-]+1)) c总 2. β与总浓度的关系 β pH 1 3 5 7 9 11 13 b
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