11实验十一 缓冲溶液的配制与性质（课件）- 《无机化学实验》同步教学（华中科技大学版）

缓冲溶液的配制、性质及pH值的测定 1 2.熟悉 熟悉pH计的使用 3.了解 了解缓冲溶液的缓冲原理及缓冲溶液的性质 掌握缓冲溶液配制的基本实验方法 1.掌握 一、实验目的 二、实验原理 2.1 缓冲溶液的缓冲机理 现以HAc-NaAc缓冲溶液为例加以说明： NaAc Na++Ac- HAc+H2O H3O++Ac- 加少量酸(H+)，平衡←，降低[H+]浓度，溶液pH值几乎不变； 加少量碱(OH-)，平衡→，补充少量的H+，溶液pH值几乎不变； 加少量水， HAc的平衡解离常数保持不变，[H+]和[Ac-]浓度均↓ ，这时 HAc的解离度增大，从而使溶液的pH值基本保持不变。 抗酸成分 抗碱成分 缓冲溶液的缓冲作用是在有足量抗酸成分和抗碱成分 共存的缓冲体系中，通过共轭酸碱对 的质子平衡移动来实现的。 2.2 缓冲溶液的性质 抗酸/碱、抗稀释作用: 具有抗酸成分和抗碱成分，可以抵抗少量强酸/强碱的干扰。用水稀释时，酸碱的浓度比保持不变，因此不影响其pH值。 缓冲容量： 缓冲容量 缓冲组分 总浓度 缓冲组分比值 总浓度越大， β就越大； 缓冲比为1时， β最大； 2.3 缓冲溶液pH值的计算 缓冲溶液一般是由共轭酸碱对组成，例如弱酸和弱酸盐，弱碱和弱碱盐； 缓冲溶液pH值按缓冲公式计算： 若所用共轭酸和共轭碱的初始浓度相同，则： 缓冲比 2.4 用pH计测定溶液的pH值 溶液pH值的测定通常有两种方法：一是用pH试纸；二是用pH计来测量。 pH计的工作原理：利用指示电极、参比电极在不同pH值的溶液中产生不同的电动势这一原理，用电位法来测定溶液pH值的一种电子仪器。它能够准确测定各种溶液的pH值，也能测定电池的电动势(mv)。 三、仪器与试剂 仪器： pH计，pH玻璃膜复合电极，酸碱滴定管，容量瓶，移液管，量杯，试管，烧杯，比色管，量筒，滤纸，玻璃棒。 试剂： Na2HPO4(0.2mol/L)，KH2PO4(0.2mol/L)，NaOH(0.2mol/L)，HCl(0.2mol/L)，pH=6.865的KH2PO4-Na2HPO4标准缓冲溶液，pH=4.008的邻苯二甲酸氢钾标准缓冲溶液（或pH=9.180的Na2B4O7标准缓冲溶液），广泛pH指示剂，溴百里酚蓝指示剂，鲜奶，酸奶，果汁。 四、实验步骤 4.1 缓冲溶液的配制 0.2mol/L KH2PO4 0.2mol/L NaOH 100mL容量瓶 50.00mL 30.00mL 定容 缓冲溶液 C总=0.1mol/L pH≈7.40 4.2 缓冲溶液的性质 根据表1进行实验，并将实验结果记录在表中（观察颜色并解释原因）。 表1. 自制缓冲溶液的性质 编 号 1 2 3 4 5 自制缓冲溶液/mL 2.0 2.0 2.0 - - 去离子水/mL - - - 2.0 2.0 广泛pH指示剂/滴 3 3 3 3 3 溶液颜色           去离子水/滴 2 - - - - 0.2 mol·L-1 HCl/滴 - 2 - 2 - 0.2 mol·L-1 NaOH/滴 - - 2 - 2 颜色变化           解释现象           4.3 影响缓冲容量的因素 缓冲容量与缓冲比的关系 根据表2进行实验，记录溶液的缓冲比和颜色。根据所用HCl溶液滴数，解释缓冲容量与缓冲比的关系。 表2. 缓冲容量与缓冲比的关系 编号 1 2 3 4 5 0.2 mol·L-1 KH2PO4/mL 9.00 7.00 5.00 3.00 1.00 0.2 mol·L-1 Na2HPO4/mL 1.00 3.00 5.00 7.00 9.00 广泛pH指示剂/滴 3 3 3 3 3 [HPO42-]/[H2PO4-]           溶液颜色           0.2 mol·L-1 HCl溶液/滴           4.3 影响缓冲容量的因素 缓冲容量与总浓度的关系 根据表3进行实验，记录溶液的总浓度和颜色。根据所用HCl溶液滴数，解释缓冲容量与总浓度的关系。 表3. 缓冲容量与总浓度的关系 编号 1 2 3 4 5 0.2 mol·L-1 KH2PO4/mL 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 0.2 mol·L-1 Na2HPO4/mL 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 去离子水/mL 8.00 6.00 4.00 2.00 0.00 广泛pH指示剂/滴 3 3 3 3 3 c总/ mol·L-1           溶液颜色