工科院校讲授酸碱缓冲溶液知识的理解

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1、基于工科院校讲授酸碱缓冲溶液知识的理解摘要一般工科院校的无机及分析化学教材对缓冲溶液部分知识点的处理仅包括缓冲溶液的组成，ph值的计算，但是针对标准缓冲溶液及缓冲容量和缓冲溶液的缓冲范围等内容编写太少或者根本没有，本文根据作者的教学经验探讨在教学中对缓冲溶液教学内容的处理。关键词缓冲溶液ph值计算缓冲容量中图分类号：o61-33文献标识码：abasedontheviewsofacid-basepropertiesofbuffersolution-thecoursestaughtinengineeringcollegeszhenglimei,zhanh

2、aijun,liujie(schoolofchemistryandchemicalengineering,he’nanuniversityoftechnology,zhengzhou,he’nan450001)abstractbuffersolutioncontentincludesonlythebuffersolutioncompositionandacid-basebuffersolutionphvaluecalculationingeneralcollegesofengineeringcoursesininorganicandanalytica

3、lchemistrytextbooks.buttoolittleisdescribedinthebookontheacid-basestandardbuffersolution,bufferingcapacityandthescopeofthebuffersolution.thispaperdiscussestheauthor’streatmentofbuffersolutioncontents.keywordsbuffersolution;thecalculationofph;buffercapacity酸碱缓冲溶液是一种能对溶液的酸度起稳定作用的

4、溶液，它在一定的程度和范围内可以减小和消除因加入少量的酸或碱，或者溶液中的化学反应产生了少量酸或碱，或者稍加稀释对溶液酸度所产生的影响。酸碱缓冲溶液在化学、生物化学和临床医学中有十分重要的作用，它可以用来控制溶液的酸度使化学（生化）反应向特定方向进行，也可以在测量溶液ph值时作参照标准使用（称为标准缓冲溶液）。一般工科院校教材在编写酸碱缓冲溶液这部分内容时，对缓冲溶液的组成及一般缓冲溶液ph值的计算都有详细的介绍，但是对标准缓冲溶液及缓冲容量和缓冲范围部分的写得甚少或者没有，作者认为这部分内容在处理化学、生物化学及临床医学等方面问题时具有十分重要的作

5、用，在编写教材时应该尽可能详尽，具体教学过程结合各个学科的实际情况进行删减，对工科学生因学时有限，一般不要求推导公式，只要求记结论，但是学生在学习的过程中应该知道结论是从哪里来的，不但知其然还应该知其所以然。本文仅就标准缓冲溶液及缓冲容量和缓冲范围等内容在讲授过程谈谈自己的处理方法。1标准缓冲溶液（standardbuffer）标准缓冲溶液是用来定位ph计用的，其ph值是在较严格的条件下（浓度、温度一定），经准确的实验测得h+的活度，如欲通过有关公式进行理论计算，必须考虑溶液中离子强度的影响，否则理论计算与实验值不相符。以例题形式来进行说明：例1考虑

6、离子强度的影响，计算0.025mol/lkh2po4－0.025mol/lna2hpo4缓冲溶液的ph值，已知h3po4的pka2=7.20。解：若不考虑离子强度的影响，按通常方法计算，则计算结果与标准值相差颇大，产生偏差的原因是由于实测的是h+的活度而不是浓度，因此计算时应考虑离子强度的影响。该溶液的离子强度为由附录表查得，故计算结果与标准值一致。下表1列出了常用的几种标准缓冲液，它们的ph值经过准确实验测得的，目前已被国际上规定作为测定溶液ph值时的标准参考溶液。表1标准缓冲溶液2缓冲容量和缓冲范围缓冲溶液的缓冲作用都是有限度的，如（下转第137

7、页）（上接第129页）果加入的酸（碱）的量太多，或是稀释的倍数太大，缓冲溶液的缓冲能力将会消失，缓冲溶液的缓冲能力大小常用缓冲容量来衡量，以表示，其数学表达式为：==-（1）其物理意义是使1l溶液溶液的ph增加dph单位时所需加入强碱的量为dcb(mol)；或者使1l溶液溶液的ph降低dph单位时所需加入强酸的量为dca(mol)。缓冲容量具有加和性，以ha－a-缓冲体系的水溶液为例，上式为h+、oh-及ha(a-)三者缓冲指数、、的加和，即==++=++对上式进行推导后得：=2.303(+)+（2）式（2）中的c为ha－a-的总浓度。当缓冲溶液是由

8、强酸控制其ph值时，式（2）可简化为≈2.303；当缓冲溶液由强碱溶液控制ph时≈2.303；如果缓冲溶液是