第四章酸碱滴定法（课件）《分析化学(邢文卫)》缓冲溶液同步教学（ 化学工业出版社第三版）

缓 冲 溶 液 M2+ + H2Y → MY + 2H+ 反应条件: pH= 6.5-7.5 起始浓度：0. 010 0.010 0 0 mol/L 反应浓度：0.005 0.005 0.005 0.010 mol/L pH=－lgCH+ = －lg 0.01 = 2 随着反应的进行，体系的pH值不断减小，超出反应条件，从而反应无法继续进行。 一、 缓冲溶液组成和作用机理 能够抵抗外加少量酸、碱和稍加稀释，而本身pH值不发生显著变化的作用称为缓冲作用。具有缓冲作用的溶液称为缓冲溶液。 缓冲溶液一般由共轭酸碱对的两种物质组成。 缓冲系或缓冲对: 弱酸＋共轭碱：HAc-NaAc； H2CO3 －NaHCO3 弱碱＋共轭酸：NH3-NH4Cl 常用的缓冲溶液 缓冲溶液 pKa(25℃) 缓冲范围 HAc－NaAc H2CO3－NaHCO3 NH4Cl －NH3 Na2HPO4－Na3PO4 4.74 6.35 9.25 12.32 3.74～5.74 5.35～7.35 8.25～10.25 11.32～13.32 Explainations: 例 : HAc-NaAc 体系 HAc ⇌ H+ + Ac- NaAc → Na+ + Ac- 加OH- HAc → H+ + Ac- 释放H+ pH不会显著升高 HAc为 抗碱成分; 加H+ HAc ← H+ + Ac- 减少H+ pH不会显著降低 Ac-为抗酸成分 原因：溶液中存在浓度较大的抗酸成分和抗碱成分，通过弱酸解离平衡的移动以达到消耗外来的少量强酸、强碱，或对抗稍加稀释作用，保持溶液的pH相对稳定。 结论：少量外来酸碱的加入不会影响溶液的pH值，但缓冲溶液的缓冲能力有一定限度。 1、 Henerson-Hasselbalch Equation 令H+浓度为x 初始浓度(mol·L-1) cHB 0 cB- 平衡浓度(mol·L-1) cHB – x x cB- + x 平衡时 [HB] = cHB – x  cHB [B-] = cB – x  cB HB H+ + B－ 二、 缓冲溶液的计算 则 等式两边各取负对数，则得 — 缓冲比 —缓冲溶液的总浓度 Conclusion： 1. Ka 影响缓冲溶液pH，温度影响Ka， 温度缓冲影响溶液pH。 2. 同一缓冲系的缓冲溶液，pKa值一定，pH随 的改变而改变。当 ＝1时，pH＝pKa 。 3. 缓冲溶液加水稀释时，c(B-)与c(HB)的比值不变，则pH也不变。但因稀释而引起溶液离子强度的改变，使HB和B-的活度因子受到不同程度的影响，因此缓冲溶液的pH也随之有微小的改变。 例： 计算0.10mol·L-1NH3 20ml和0.20mol·L-1NH4Cl 15ml混合溶液的pH值。 解 此混合溶液的缓冲系为NH4+—NH3 , 查表知pKa(NH4+)＝9.25 代入式(5-15c)得 pH＝pKa+lg ＝9.25+lg ＝9.25-0.17＝9.08 【例】 在0.10mol·L-1HAc溶液中加入固体NaAc，使其浓度为0.10mol·L-1 (设溶液体积不变)，计算溶液的[H+]和电离度。 解: Ca＝ 0.10mol·L-1, C b＝ 0.10mol·L-1 , pKa = 4.75： = 4.75 ∴[H+] = 1.74× 10-5 mol·L-1 = [H+]/ Ca = 1.74× 10-5 / 0.10 = 1.74× 10-4 = 0.0174% 缓冲溶液 (1) 缓冲溶液的总浓度对溶液缓冲能力的影响 缓冲比( ) 固定，总浓度( ) ↑，缓冲能力↑。 (2) 缓冲溶液的缓冲比对溶液缓冲能力的影响 总浓度( )固定 ，缓冲比( )=1，缓冲能力↑ 影响缓冲容量的因素 2.