酸碱缓冲溶液

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1、四、酸碱缓冲溶液1.酸碱缓冲溶液的分类酸碱缓冲溶液是一种能对溶液的酸度起稳定作用的溶液体系，它能使溶液不因外加少量酸、碱或溶液的稀释而发生显著变化。酸碱缓冲溶液可分为两类：+①弱酸及其共轭碱共存的溶液，基于弱酸（碱）的离解平衡以控制[H]，如-++HAc–Ac,NH4-NH3,(CH2)6N4H-(CH2)6N4等。②强酸或强碱溶液，基于外加少量酸、碱时pH的相对改变不大达到控制pH值的作用。2.酸碱缓冲溶液pH值的计算-设弱酸HB及其共轭碱B共存构成的酸碱缓冲溶液，弱酸型体HB的浓度为cHB，共-轭碱型体B的浓度为cB-，电离常数为Ka。以HB和H2O为零水准，得质子条件式-另以B和H2O

2、为零水准，得质子条件式根据离解平衡和上述推导，得<1>+这是计算由弱酸及其共轭碱构成的缓冲溶液[H]的精确式。一般情况下，很少用到精确式计算，工作中往往可根据具体的情况作出合理的简化。在酸性介质(pH<6)时，在碱性介质(pH>8)时，当cHB和cB-都比较大，且HB的酸性不是太弱也不是太强时，满足则式<1>可简化为<2>取对数，得<3>式<3>是计算酸碱缓冲溶液pH值常用的最简式。例题1：求0.10mol/LNH4HF2溶液的pH。[分析]体系0.10mol/LNH4HF2实际是由0.10mol/LNH4F+0.10mol/LHF构成。+体系中的酸型体有NH4和HF,离解常数的对数分别为：

3、+pKa(NH4)=9.25,pKa(HF)=3.17,++-显然Ka(HF)>>Ka(NH4)，NH4的离解被抑制。体系中的碱型体有F。因此该体-系主要是HF-F构成的缓冲体系。因浓度较大，采用最简式计算。3.缓冲容量、缓冲指数与缓冲范围(1)缓冲容量：是指缓冲溶液抵御外加强酸或强碱导致pH变化的能力。(2)缓冲指数：是衡量缓冲容量大小的量。缓冲指数的定义为：式中a与b分别代表加入的强酸或强碱的浓度。缓冲指数是溶液的一个状态参数，当溶液的状态发生变化时，缓冲指数也发生变化。前面的负号是为保证b为正值。(3).酸碱缓冲容量的计算-设一酸碱缓冲体系，HB-B,其浓度分别为cHB和cB-,总浓度

4、：以HB和H2O为零水准，得质子条件式若在该体系中加入强碱，使强碱的浓度为b,得质子条件式结合两微分式，得对强酸构成的缓冲溶液：≈H+对强碱构成的缓冲溶液：≈OH-对弱酸及其共轭碱构成的缓溶液冲液：弱酸及其共轭碱构成的缓冲溶液于pH=pKa处，呈现极大值max=0.575ca(4).酸碱缓冲溶液缓冲容量与缓冲范围①缓冲物质总浓度越大，缓冲容量越大。过分稀释将导致缓冲能力的下降。②pH=Ka时，=max。pH=pKa±1时，=1/3max，一般将此范围称为缓冲溶液的有效缓冲范围。pH=pKa±2时，=1/25max。(5)缓冲溶液缓冲容量与pH关系图下图是0.1mol/

5、LHAc~NaAc缓冲溶液的缓冲容量随溶液pH变化的~pH分布图例题2：由按体积比3:1配成的缓冲溶液，其缓冲指数为多少?()4.缓冲溶液的选择原则（1）缓冲溶液对测量过程应没有干扰；（2）所需控制的pH应在缓冲范围之内，如果缓冲溶液是由弱酸及其共轭碱组成，pKa应尽量与所需控制的pH一致，即pKa≈pH；（3）缓冲溶液应有足够大的缓冲指数，以满足实际工作的需要；（4）缓冲物质应廉价易得，避免污染。