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时间:2019-06-19
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1、pH缓冲溶液的计算题例 pH缓冲溶液是分析测试中应用最为广泛的试剂溶液。其作用是用来稳定溶液的pH值,以满足测试中对恒定pH的要求。虽然pH缓冲溶液的组成并不复杂,但关于pH缓冲溶液的计算却是酸碱滴定分析中计算最为复杂的内容。下面是缓冲溶液计算的几种情况:1 共轭酸碱缓冲溶液的计算依据 计算公式为 或者用化学平衡定律浓度商表示,以醋酸体系为例: , 虽然规范的表示式是浓度比,但用摩尔比表示时计算会更加方便,因为物质的量n很容量跟CV、m/M建立联系。2 计算实例2.1共轭酸碱混合题(计算质量)例1:配制pH=5.0的缓冲溶液1L,总浓度为1.0M,问:需要加多少
2、亳升冰醋酸,加多少克无水醋酸钠?已知,冰醋酸浓度约为17.5M,醋酸钠式量82.03g/mol,pKa=4.74解:设缓冲溶液中的醋酸钠的浓度为CNaAc,醋酸浓度为CHAc=1.0-CNaAc,根据(3)式得或 (用(8)式计算)解得:CNaAc=0.646M,计算得mNaAc=53g CHAc=0.254M,计算得VHAc=0.254*1000/17.5=20.2ml2.2弱酸盐+HCl反应型(计算质量、体积)例2:配制pH=5.0的缓冲溶液1L,总浓度为1.0M,没有醋酸试剂,请用醋酸钠+HCl配制。问:需要加多少亳升6.0MHCl,加多少
3、克无水醋酸钠?已知,醋酸钠式量82.03g/mol,pKa=4.74解:缓冲溶液中醋酸钠总浓度为1.0M,含醋酸钠1000mmol,设需盐酸体积为VHCl亳升,含HCl的量为6VHClmmol,根据(3)式得 解得:VHCl≈59ml,mNaAc=1.0*82=82g2.3弱碱盐+NaOH反应型(计算反应物质量)例3:配制pH=10.0的缓冲溶液1L,总浓度为1.0M,请用NH4Cl+NaOH配制。问:需要用多少克氯化铵与多少克NaOH混合(假设氢氧化钠不含碳酸钠和水)?已知,氢氧化钠式量40g/mol,氯化铵式量为53.5g/mol,氨水的pKb=4.74解:在氯化铵中加入不足
4、量的氢氧化钠,生成部分氨,剩余部分氯化铵,即构成了氨性缓冲溶液。氯化铵总浓度为1.0M,溶液含氯化铵1.0mol,设需氢氧化钠质量为mNaOH克,即1.0/40mol。m(NH4Cl)=1.0*53.5=53.5(g)共轭酸NH4+的酸离解常数换算:pKa=14.00-pKb=14.00-4.74=9.26根据(3)式得 或 (用(8)式计算) 解得:mNaOH≈33.8g2.4两种溶液混合(指定pH值)例4:现有6.0M氨水及4.0M氯化铵溶液,请用这两种溶液配制一个pH=10.0,总浓度为1.0M的氨-氯化铵缓冲溶液,试计算氨水:氯化铵:水三者
5、的体积比。解:因为有恒定的pH值,氨和氯化铵就有恒定的摩尔比,故可以先计算摩尔比 解得: 设取1体积氯化铵、3.66体积氨水和V水混合可得到1.0MpH=10.0的缓冲溶液,即2.5部分中和的反应液(计算pH值)例5:将0.50M的HAc与0.30M的NaOH溶液等体积混合,溶液pH值为多大?pKa=4.74解:混合后醋酸有剩余,生成部分醋酸钠,构成缓冲溶液。可按缓冲溶液计算pH值。 3 缓冲溶液的一些计算类型(公式)3.1共轭酸碱直接混合的计算 3.1反应后构成共轭酸碱缓冲溶液的计算
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