大一基础化学-缓冲溶液

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1、第四章缓冲溶液BufferSolution1一、缓冲溶液的组成和作用机制缓冲溶液示意图(0.1mol/L)NaAc(0.1mol/L)HAc0.1mol/LHCl2共轭酸HAcNH4ClH2PO4-共轭碱NaAcNH3·H2OHPO42-缓冲对抗碱成分Anti-Basecomponent抗酸成分Anti-Acidcomponent缓冲溶液定义：由弱酸及其共轭碱所组成的具有抵抗少量酸、碱或稀释而保持pH值基本不变的混合液，称为缓冲溶液。3常见缓冲溶液的分类(一)弱酸及其共轭碱如：HAc/NaAc;

2、H2CO3/NaHCO3(二)弱碱及其共轭酸如：NH3·H2O/NH4Cl；CH3NH2/CH3NH3+Cl-(三)多元酸酸式盐及其共轭碱如：NaHCO3/Na2CO3；NaH2PO4/Na2HPO44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缓冲溶液的作用原理5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6血浆中的缓冲系主要有:H2CO3HCO3-H2PO4---HPO42-HnPr---Hn-1Pr-H+OH-CO2肺

3、呼出肾红细胞中的缓冲系主要有：H2CO3---HPO32-HHb---Hb-HHbO2---HbO2-H2PO4---HPO42-人体血液中的缓冲对主要有：7二、缓冲溶液的PH计算一元弱酸及其共轭碱组成的缓冲溶液多元酸酸式盐与其共轭碱缓冲溶液8HB+H2OH3O++B-+B-NaBNa+弱酸（HB）和共轭碱（B－）组成的缓冲溶液：一元弱酸及其共轭碱组成的缓冲溶液9弱碱与其共轭酸组成缓冲溶液10缓冲溶液pH值的计算公式(Henderson—Hasselbalch方程式)HBBaVVlgpK-+¾¾

4、¾¾¾¾®¾＝等浓度的弱酸及共轭碱HBBannlgpK-+＝¾¾¾¾¾®¾物质的量来表示11等体积的0.2mol/LHAc与0.2mol/LNaAc混合，计算其pH值。pH=4.75+lg（0.1/0.1）=4.7512解:缓冲体系为NH4+~NH3,pKa(NH4+)=14－pKb=9.25pH=pKa+lg[n(NH3)/n(NH4+)]=9.25+lg[(0.10×20)/(0.20×15)]=9.25－0.17=9.08计算0.10mol·L-1NH320mL和0.20mol·L-1NH

5、4Cl15mL混合溶液的pH值。pKb(NH3)=4.7513Na2HPO4-Na3PO4缓冲溶液：NaHCO3-Na2CO3缓冲溶液：多元酸酸式盐与其共轭碱缓冲溶液14例：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：NaOH+HAc=NaAc+H2O0.010.01稀释5倍后pH=4.75+lg（0.09/0.11）

6、=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=4.7515例：5ml1mol/LNH3·H2O和15ml0.2mol/LNH4Cl混合，计算混合液的pH.Kb=1.76×10-5解：混合后，c(NH3·H2O)=5×1/20=0.25(mol/L)c(NH4Cl)=0.2×15/20=0.15(mol/L)pOH=pKb+lg（Ca/Cb）=4.75+lg(0.15/0.25)=4.

7、53pH=14–4.53=9.4716例：等体积的0.2mol/LNH3.H2O与0.05mol/LHCl混合，计算溶液的pH.解：NH3.H2O+HCl=NH4Cl+H2Oc(NH4Cl)=0.05/2=0.025(mol/L)c(NH3.H2O)=(0.2-0.05)/2=0.075(mol/L)pOH=4.75+lg(0.025/0.075)=4.27pH=14-4.27=9.7317缓冲溶液pH值的计算公式的校正181920缓冲容量和缓冲范围21缓冲容量缓冲容量β是指使单位体积(1L或l

8、mL)的缓冲溶液的pH值改变1个单位时，所需加入一元强酸或一元强碱的物质的量(mol或mmol)。22例在1L0.100mol·L-1HAc-0.100mol·L-1NaAc缓冲溶液中，加入0.001molHCl或0.001molNaOH，求缓冲容量。解:(l)加入HCl时的缓冲容量:加入HCl后，[HAc]=0.100+0.001=0.101(mol.L-1)[Ac-]=0.100-0.001=0.099(mol.L-1)23(2)加入NaOH时的缓冲容量:加入NaOH后，[HAc]=0.10