内容正文:
专题一 缓冲溶液、胶体和渗透压
目录/Contents
01
02
03
第一节 缓冲溶液
第二节 胶体
第三节 渗透压
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第一节 缓冲溶液
学习目标
了解缓冲溶液的概念,熟悉缓冲溶液的组成。
理解缓冲溶液的缓冲作用原理,能够指出常见缓冲对的抗酸成分和抗碱成分。
了解缓冲溶液的缓冲能力和缓冲限度。
了解缓冲溶液在生产中的应用。
问题与思考
人的血液的 pH 范围为 7.35~7.45,食入酸性或碱性物质后血液的pH 是否会发生显著变化?临床上的酸中毒或碱中毒是怎么回事?
我国渔业水质标准(GB 11607—1989)规定淡水的养殖水体的 pH范围为 6.5~8.5,维持淡水养殖水体 pH 基本稳定的原因是什么?
人体血液pH
淡水养殖水体pH
演示实验
5 mL 0.1 mol/L CH3COOH 和 0.1 mol/L CH3COONa 溶液混合的pH值为?
混合溶液分成三支试管
加 2 滴 0.1 mol/L HCl
加 2 滴 0.1 mol/L NaOH
加 1 mL 蒸馏水
pH值分别有什么变化?
3 mL 蒸馏水中加入 2 滴 0.1 mol/LHCl, pH值为?
3 mL 蒸馏水加入 2 滴 0.1 mol/L NaOH,pH值为?
那么,是什么原因导致上述现象呢???
向蒸馏水中加入少量的强酸或强碱,溶液的 pH 会发生显著变化;
但向CH3COOH-CH3COONa 构成的混合溶液中加入少量的强酸、强碱或将其适当稀释,溶液的 pH 几乎不变。
一、缓冲溶液的概念
缓冲溶液:这种能够抵抗外来少量的酸、碱或适当稀释,而保持 pH 几乎不变的溶液叫缓冲溶液。
缓冲作用:缓冲溶液维持 pH 相对稳定的作用称为缓冲作用。
二、缓冲溶液的类型与组成
抵抗酸的部分称为抗酸成分,
即能与酸反应的成分
抵抗碱的部分称为抗碱成分,
即能与碱反应的成分
缓冲
溶液
抵抗酸
抵抗碱
缓冲对
二、缓冲溶液的类型与组成
CH3COOH - CH3COONa 缓冲对中 CH3COOH和 CH3COONa 两个组分的浓度都较大,且可通过得失一个 H+ 实现两者的相互转化:
抗碱成分
抗酸成分
缓冲对两个组分通常要求浓度比较大且只相差一个 H+,同时两者可以相互转化。
常见的缓冲对
缓冲对的类型 实例 抗酸成分 抗碱成分
弱酸和弱酸强碱盐 CH3COOH - CH3COONa CH3COONa CH3COOH
弱碱和弱碱强酸盐 NH3 · H2O - NH4Cl NH3 · H2O NH4Cl
多元酸的两种盐 NaH2PO4 - Na2HPO4 NaH2PO4 Na2HPO4
三、缓冲溶液的原理与缓冲能力
1. CH3COOH - CH3COONa 缓冲溶液的缓冲作用原理
CH3COONa 是强电解质,在溶液中全部以 CH3COO- 和 Na+ 形式存在,而 CH3COOH 是弱电解质,主要以 CH3COOH 分子形式存在。
式1-1的电离产物 CH3COO- 使式1-2的电离平衡向生成 CH3COOH 分子的方向移动,所以溶液中CH3COO- 和 CH3COOH 分子都能保持较大的浓度。
三、缓冲溶液的原理与缓冲能力
当加入少量的强酸(H+)时:
H+ 与CH3COO- 结合成 CH3COOH,使 CH3COOH 的电离平衡向逆反应方向移动;
建立新平衡时,CH3COO- 的浓度略有减小↓,CH3COOH 的浓度略有增加↑,而 H+ 浓度几乎不变(溶液 pH 几乎不变)。
CH3COO- 抗酸作用的离子反应方程式可以表示为:
总结:CH3COO- 为弱碱,是本缓冲溶液的抗酸成分
三、缓冲溶液的原理与缓冲能力
当加入少量的强碱(OH-)时:
OH- 与CH3COOH 电离的 H+ 结合成 H2O,使 CH3COOH 电离平衡向右移动,补充溶液中的 H+;建立新平衡时,CH3COOH 的浓度略有减小↓,CH3COO- 的浓度略有增加↑,而 H+ 浓度几乎不变(溶液 pH 几乎不变)。
CH3COOH 发生抗碱作用的离子反应方程式可表示为:
总结:
CH3COOH为弱酸,是本缓冲溶液的抗碱成分
三、缓冲溶液的原理与缓冲能力
2. NH3 · H2O - NH4Cl 缓冲溶液的缓冲作用原理
本缓冲溶液中,NH3 · H2O 和 NH4Cl 要求有较大的浓度。由于 NH4Cl 是强电解质,在溶液中全部电离为 NH4+,而 NH3 · H2O是弱电解质,主要以 NH3 · H2O 分子形式存在。
式(1-6)的电离产物 NH4+ 使式(1-7)的电离平衡向生成 NH3 · H2O 分子的逆反应方向移动。所以在溶液中,NH4+