《基础化学》课件：第四章 缓冲溶液（黄兰 2013.10.16）.ppt

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1、第四章缓冲溶液（buffersolution）§4.1缓冲溶液的组成和缓冲机制§4.2缓冲溶液的pH计算§4.3缓冲容量和缓冲范围§4.4缓冲溶液的配制§4.5缓冲体系在医学上的意义pH7.0§4.1缓冲溶液的组成和缓冲机制通入0.01molHClpH：2.0△pH：-5.000.10mol·L-1NaCl溶液0.10mol·L-1醋酸-0.10mol·L-1醋酸钠溶液pH4.75§4.1缓冲溶液的组成和缓冲机制通入0.01molHClpH：4.66△pH：-0.09实验结果表明：NaCl溶液中加入少量

2、强酸后，溶液的pH值发生显著变化，而HAc+NaAc混合溶液中加入少量强酸后，溶液的pH值基本不变。这说明混合溶液具有抗酸和抗碱的能力。(一）、缓冲溶液组成1、缓冲溶液（buffersolution）能抵抗外来少量强酸、强碱或稍加稀释，而保持其pH基本不变的溶液。2、缓冲作用（bufferaction）缓冲溶液对强酸、强碱或稀释的抵抗作用。§4.1缓冲溶液的组成和缓冲机制一、缓冲溶液的组成抗酸成分（共轭碱）抗碱成分（共轭酸）缓冲系或缓冲对三种类型：弱酸及其对应的盐(HAc-NaAc、H2CO3-NaHC

3、O3)弱碱及其对应的盐（NH3-NH4Cl、CH3NH2-CH3NH3Cl）酸式盐及其对应的次级盐（NaH2PO4-Na2HPO4、NaHCO3－Na2CO3）二、缓冲溶液的缓冲机制HBH++B-NaB====Na++B-基本特点：两多一少定性：抗酸成分消耗外加酸；抗碱成分消耗外加碱。定量：以HAc-NaAc缓冲溶液为例（与酸作用）少量H+平衡向左移动共轭碱是抗酸成分二、缓冲溶液的作用机制以HAc-NaAc缓冲溶液为例（与碱作用）：少量OH-平衡向右移动共轭酸是抗碱成分缓冲机制图共轭酸H++共轭碱+OH

4、-+H+平衡移动方向强碱强酸二、缓冲作用机制结论：①由于缓冲溶液中同时含有较大量的抗碱成分和抗酸成分，消耗外来的少量强酸、强碱。②它们通过弱酸解离平衡的移动，使溶液H+离子或OH-离子浓度未有明显的变化，因此具有缓冲作用。亨德森-哈塞尔巴赫方程式（Henderson-Hasselbach）即§4.2缓冲溶液的pH计算缓冲比HBH++B-弱酸-共轭碱（HB-B-）：（1）体积相等，浓度不等时，（2）浓度相等，体积不相等时亨德森方程的意义pH取决于共轭酸的pKaθ与缓冲比当缓冲比等于1时，pH=pKaθ具有

5、有限的抗酸、抗碱及抗稀释作用由亨德森方程可推出：0.60L缓冲溶液中含有0.35molHAc和0.25molNaAc，计算溶液的pH值。解：na=0.35mol，nb=0.25mol例1、0.30mol•L-1HAc溶液100mL和0.10mol•L-1NaOH溶液100mL混合，制成缓冲溶液，计算溶液的pH值。解：HAc+NaOH=NaAc+H2O混合前：0.3×0.10.1×0.10mol混合后：0.0200.01mol例2、往200mL0.2mol·L-1NH3-0.3mol·L-1NH4Cl缓冲

6、溶液中，加入50mL0.1mol·L-1NaOH溶液，溶液的pH值改变多少？pKaθ(NH4+)=9.26解：NH4++OH-===NH3+H2O加碱前：0.3×0.20.2×0.2mol加碱后：0.06-0.0050.04+0.005mol△pH=0.09加碱前：加碱后：例3、例4：在浓度各为0.1mol/L的1LHAc和Ac-的混合溶液中分别加入0.01molHCl;0.01molNaOH(设体积不变)和稀释5倍后，问pH值变化如何？加酸后：HCl+NaAc=HAc+NaCl0.010.01加碱后：

7、NaOH+HAc=NaAc+H2O0.010.01稀释5倍后pH=4.75+lg（0.09/0.11）=4.66pH=4.75+lg（0.11/0.09）=4.84pH=4.75+lg（0.02/0.02）=4.75解：原来的pH=4.75–lg0.1/0.1=4.75（二）、缓冲溶液pH计算公式的校正为校正因数，与弱酸的电荷数和溶液离子强度有关Iz=+1z=0z=-1z=-20.01+0.04-0.04-0.13-0.220.05+0.08-0.08-0.25-0.420.10+0.11-0.11-0

8、.32-0.53表4-1不同I和z时缓冲溶液的校正因数20℃解：混合液中一部分HAc与NaOH作用生此NaAc，并组成HAc~NaAc缓冲系例4-3将0.30mol·L-1HAc溶液10.0mL与0.10mol·L-1NaOH溶液10.0mL混合，求此混合液的pH。已知pKa(HAc)=4.75近似计算：I=0.050，z=0时，查表得校正因数=-0.08精确计算：§4.3缓冲容量和缓冲范围缓冲容量：衡量缓冲溶液缓冲能力的尺度。使单位体积的