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实验2 缓冲溶液的配制与pH值的测定
一、实验目的
1、理解缓冲溶液的定义及其特点。
2、理解缓冲溶液的缓冲原理。
3、掌握溶液的粗略配制方法和缓冲溶液的配制方法。
3、学习pH计的使用方法。
二、实验原理
在共轭酸碱对组成的混合溶液中加入少量强酸或强碱,溶液的pH值基本上无变化,这种具有保持溶液pH值相对稳定性能的溶液称为缓冲溶液。缓冲溶液的特点是在适度范围内既能抗酸、又能抗碱,抵抗适度稀释或浓缩。常见的缓冲体系有:HAc-NaAc、NH3-NH4Cl、Na2B4O7·10H2O-Na2CO3、KH2PO4- Na2HPO4等。
对于弱酸HB及其共轭碱B-组成的缓冲溶液:
对于弱碱B及其共轭酸BH+组成的缓冲溶液:
一般配制缓冲溶液时,常使cb=ca,此时缓冲容量最大,缓冲能力最强。
三、实验用品
1、仪器
PB-10酸度计、电子天平(常数双杰JJ600)
2、器材
5mL量筒(1个)、10mL量筒(1个)、50mL烧杯(10个)、标签纸、玻璃棒(1根)
3、试剂
浓氨水(28%)、NH4Cl(s)、冰醋酸(99%)、NaAc(s)、KCl(3mol·L-1)
标准缓冲溶液(pH6.86;pH4.01)
四、实验内容
1、溶液的粗略配制
(1)0.1mol·L-1NH4Cl溶液的配制
用精度为0.01g的电子天平称取0.27g 固体NH4Cl,倒入50mL带有刻度的洁净烧杯中,加入少量去离子水搅拌使其完全溶解后,用去离子水稀释至刻度,贴上标签,备用。
(2)0.1mol·L-1氨水溶液的配制
用5mL量筒量取0.38mL浓氨水(28%),倒入50mL带有刻度的洁净烧杯中,加入少量去离子水搅拌使其完全溶解后,用去离子水稀释至刻度,贴上标签,备用。(需在通风厨中操作)
(3)1.0mol·L-1NaAc溶液的配制
用精度为0.01g的电子天平称取4.10g 固体NaAc,倒入50mL带有刻度的洁净烧杯中,加入少量去离子水搅拌使其完全溶解后,用去离子水稀释至刻度,贴上标签,备用。
(4)0.10mol·L-1NaAc溶液的配制
用10mL量筒量取1.0mol·L-1NaAc溶液5.0mL,倒入50mL带有刻度的洁净烧杯中,加入少量去离子水搅拌使其完全溶解后,用去离子水稀释至刻度,贴上标签,备用。
(5)1.0mol·L-1HAc溶液的配制
用10mL试管量取2.87mL冰醋酸(99%),倒入50mL带有刻度的洁净烧杯中,加入少量去离子水搅拌使其完全溶解后,用去离子水稀释至刻度,贴上标签,备用。(需在通风厨中操作)
(6)0.10mol·L-1HAc溶液的配制
用10mL量筒量取1.0mol·L-1HAc溶液5.0mL,倒入50mL带有刻度的洁净烧杯中,加入少量去离子水搅拌使其完全溶解后,用去离子水稀释至刻度,贴上标签,备用。
2、缓冲溶液的配制与pH值的测定
依据表1-1中溶液组成配制好缓冲溶液。
表1-1 缓冲溶液的配制
组 号
配 制 溶 液 (分别量取10.0mL)
1
0.1mol·L-1氨水 + 0.1mol·L-1NH4Cl
2
1.0mol·L-1HAc + 1.0mol·L-1NaAc
3
1.0mol·L-1HAc + 0.10mol·L-1NaAc
4
0.10mol·L-1HAc + 1.00mol·L-1NaAc
先测定配制好的每组缓冲溶液和去离子水的pH值,然后依表1-2,将配制好的每1组缓冲溶液平均分成2份,分别倒入洁净的50 mL烧杯中,充分搅拌,另量取10.0mL去离子水倒入另2只洁净的50 mL烧杯中,依次编号为1-1、1-2;2-1、2-2;3-1、3-2;4-1、4-2;5-1、5-2,备用。
将校准好的电极用去离子水再次清洗1次,然后用滤纸吸干电极表面水份,调整电极固定架,使电极刚好插入待测溶液中,待读数稳定后记录溶液pH值。依此方法分别测定表1-2中各体系的pH值,并将测定结果填入表1-2中。测试结束后,用洗瓶冲洗电极表面2~3次,用滤纸吸干电极表面水份,然后浸泡在3 mol·L-1KCl保护溶液中(每次测试需重复以上步骤,但无需重复校准)
用pH酸度计测试溶液pH值时应按照pH值大小,从小到大依次测试,否则由于pH酸度计不能准确响应,测量结果会产生一定误差。
3、实验数据记录
表1-2 缓冲溶液pH的测定
溶液
溶液加2滴0.10mol·L-1
HCl,搅匀
溶液加2滴0.1mol·L-1
NaOH,搅匀
编号
pH测定值
编号
pH测定值
编号
pH测定值
1-1
1-1
1-2
2-1
2-1
2-2
3-1
3-1
3-2
4-1
4-1
4-2
5-1
5-1
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