分析化学(5-2)课本 华中师范大学等.ppt

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1、§5-4缓冲溶液定义：是一种对溶液的酸度起稳定作用的溶液。即向这种溶液中加入少量的酸或碱，或者将溶液稍加稀释，都能使溶液的酸度基本上保持不变。缓冲体系的类型（组成分类）强酸体系弱酸-共轭碱体系弱碱-共轭酸体系强碱体系1注：1、强酸强碱的浓度足够高。2、强酸强碱溶液之所以也是缓冲溶液，是因为在强酸或强碱溶液中，或较高，外加少量的酸或碱不会引起溶液中或的显著变化。按作用分类：分为两种一般缓冲溶液标准缓冲溶液2一、缓冲溶液值的计算（一般缓冲溶液）作为控制酸度用的缓冲溶液，因为缓冲组分的浓度较大，对计算结果也不要求十分准确，通常采用近似方法进行计算。体系。该溶液中存在的离解平衡有：3（

2、1）MBE：（2）（3）CBE：（4）（3）、（4）合并得：或（5）4将（5）代入（2）得：（6）将（5）、（6）代入（1）得：（7）该式为计算一元弱酸及其共轭碱，或一元弱碱及其共轭酸缓冲体系H+浓度的通式。5近似处理：1、当时，可忽略，故有：近似式：（8）2、当时，可忽略，故有：近似式：（9）63、当，或，，则（8）、（9）可简化为：最简式：（10）举例见：P111例5—13、5—14。7二、缓冲容量及缓冲范围一切缓冲溶液的缓冲作用是有一定限度的，或者说每一种缓冲溶液具有一定的缓冲能力。衡量缓冲溶液缓冲能力大小的尺度是用缓冲容量（1922年范斯莱克提出）（一）缓冲容量（）数学

3、定义式：式db中da和分别代表强酸或强碱的物质的量（mol）8物理意义:使1升缓冲溶液的pH值增加1个单位所需加入强碱的物质的量；或pH值减少1个单位所需加入强酸的物质的量，很显然，所需强碱或强酸的物质的量越大，β越大。与、组分浓度比之间关系的数学表达式：缓冲容量的大小与缓冲溶液的总浓度及组分比有关。总浓度愈大，β愈大；总浓度一定时，缓冲组分的浓度比愈接近1：1，β愈大。当pH=pKa时，缓冲容量最大。9（二）缓冲范围由对缓冲容量的讨论可知，若缓冲溶液总浓度一定时，缓冲组分浓度比值离1：1愈远，β愈小，甚至失去缓冲作用，即任何缓冲溶液都有一个有效的缓冲范围。将缓冲体系能有效地控

4、制溶液酸度的范围称为缓冲范围。范围：（）如（）其缓冲范围为：即该体系能有效地将溶液的酸度控制在pH为3.74-5.74的范围之内。10三、缓冲溶液的选择与配制选择原则：1、对分析过程应没有干扰；2、所需控制的pH值应在缓冲溶液的缓冲范围以内，即pH=pKa;3、β值应足够大，组分浓度在之间。配制举例见P118例5—17，P118，例5—18。根据需控制的酸度，计算出各组分所需的量，然后混合稀释到一定体积而成。11§5-5酸碱指示剂滴定终点的两种指示方法：1．仪器法：通过测定滴定过程中电位、电流、电导等的变化。2．指示剂法：利用指示剂在滴定突跃范围之内颜色的突变。指示剂法简单、方

5、便，但只能确定滴定终点；电位法可以确定化学计量点，其本质是利用化学计量点附近电位的突跃。121314一、酸碱指示剂的作用原理(一)．酸碱指示剂的变色原理：酸碱指示剂一般是弱的有机酸或弱的有机碱。特点：共轭酸碱对具有不同的结构、且颜色不同。作用原理：用方程式说明如下：HIn+H2O=H3O++In-(酸式色)(碱式色)15提出问题：是否溶液的值（酸度）稍有改变，我们就能观察到指示剂的颜色变化呢？(二)．指示剂的变色范围把引起指示剂颜色变化的范围称之为指示剂变色范围。指示剂的变色范围可由指示剂在溶液中的解离平衡过程来解释。HIn=H++In-KHIn=([H+][In-])/[HI

6、n]KHIn称指示剂常数,在一定温度下,它是个常数.16将上式改写为:[In-]/[HIn]=KHIn/[H+]显然，指示剂颜色的转变依赖于[In-]和[HIn]的比值。若将上式等号两边取对数，则:lg([In-]/[HIn])=lgKHIn-lg[H+]pH=pKHIn+lg([In-]/[HIn])KHIn一定，指示剂颜色随溶液[H+]浓度改变而变化。17[In-]=[HIn],pH=pKHIn,溶液的颜色是酸式色和碱式色的中间色（称之为指示剂的理论变色点）；[In-]/[HIn]≤1/10时,则pH1=pKHIn–1,酸式色，勉强辨认出碱式色；[In-]/[HIn]≥10

7、时,则pH2=pKHIn+1,碱式色，勉强辨认出酸色。指示剂的变色范围为：pH=pKHIn±118由此可见：当pH由pKa-1变化到pKa+1时，就能明显地看到指示剂由酸式色变为碱式色，故指示剂的pH变色范围应为：。如甲基橙（pKa=3.4）的pH变色范围为：2.4（红色）~4.4（黄色）。强调：上述变色范围是理论变色范围，它与实验观察到的变色范围有些差别，如甲基橙的实测变色范围为：3.1~4.4。原因：①人眼对颜色的敏感程度不同；②两种颜色互相掩盖。19三、影响指示剂变色范围的因素：1、温