6.5缓冲溶液（课件）-《无机化学》同步教学（北京出版社）

第六章 电解质溶液 Atomic Structure Chapter 1 某些元素在人体组织、体液中富集情况示意图 人体体液和组织液中含有多种电解质离子（如K+、Na+ 、Ca2+、Mg2+、HCO3-、CO32-、H2PO4-、HPO42-、PO43-、SO42-离子等），这些离子在维持体内的渗透平衡、酸碱平衡 以及在神经、肌肉等组织中的生理、生化过程起着重要的作用。 本章主要讨论电解质溶液中离子平衡的基本规律、溶液 pH 值的基本运算、酸碱质子理论以及缓冲溶液方面的知识。 电解质 — 在化学理论中，把在水溶液中，或在熔融状态下能电离形成相应阴阳离子的物质叫“电解质”。 强电解质 —指在水溶液中能全部电离为相应离子的电解质。 弱电解质 — 指在水溶液中只能部份电离为相应离子的电解质。 电解质的基本概念 第五节 缓冲溶液 缓冲溶液的实际需要 一般的水溶液，若受到酸、碱或水的作用，其pH易发生明显变化。但许多化学反应和生产过程常要求在一定的pH范围内才能进行或进行得比较完全。 　　那么怎样的溶液才具有维持自身pH范围不变的作用呢？实践发现，弱酸与弱酸盐、弱碱与弱碱盐等混合液具有这种作用。 首先我们来看一组实验 体系 加入试剂 原颜色 现颜色 50ml纯水 溴百里酚蓝2滴 1滴0.1mol·L-1HCl 绿色 黄色 1滴0.1mol·L-1NaOH 绿色 蓝色 50ml混合物，其中 0.1mol·L-1K2HPO4 0.1mol·L-1NaH2PO4溴百里酚蓝2滴 1滴0.1mol·L-1HCl 绿色 不变色 1滴0.1mol·L-1NaOH 绿色 不变色 其中的溴百里酚蓝是酸碱指示剂： 中性环境－－－显绿色 酸性环境－－－显黄色 碱性环境－－－显蓝色 50ml HAc-NaAc pH=4.74 c(HAc) = c(NaAc) =0.10mol·L-1 加入1滴 (0.05ml) 1mol·L-1 HCl 加入1滴 (0.05ml) 1mol·L-1 NaOH 实验 50ml纯水 pH = 7 pH = 4.73 pH = 4.75 pH = 3 pH = 11 能够抵抗外加少量酸、碱或稀释，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。 一、缓冲溶液的基本概念 类型 举例 弱酸及其盐 HAc-NaAc、 H2CO3-NaHCO3、 H3PO4-NaH2PO4 弱碱及其盐 NH4Cl-NH3·H2O 多元酸的酸式盐及其次一级盐 NaHCO3-Na2CO3、 NaH2PO4-Na2HPO4。 缓冲溶液 主要有三类 基本概念和术语 缓冲对——即组成缓冲溶液的两种试剂。 每种缓冲溶液都由一个缓冲对组成。 例如：HAc - NaAc 抗酸成分——缓冲溶液中具有对抗外加少 量酸而保持溶液pH基本不变的试剂。 抗碱成分—— 缓冲溶液中具有对抗外加少 量碱而保持溶液pH基本不变的试剂。 HAc H+ + Ac- NaAc Na+ + Ac- 大量存在的是HAc和Ac- 当加入少量的强酸时 Ac- + H+ HAc 消耗外来的H+不使H+增多 抗酸成分 ② 当加入少量的强碱时 HAc + OH- Ac- + H2O 消耗外来的OH-不使OH-增多 抗碱成分 以HAc–NaAc为例： 缓冲作用原理 注意： 缓冲溶液的缓冲作用是有限的，当抗酸成分NaAc 和抗碱成分HAc 消耗完就不再具有缓冲作用了。 二、缓冲溶液 pH 的计算 亨得森－哈赛尔巴赫方程式 （Henderson-Hasselbaloh） 弱酸 HB + H2O = H3O+ + B 在缓冲溶液中，由于同离子效应，使弱酸 HB 得电离度变得更小。因此，共轭酸碱得平衡浓度近似等于它们各自的配比浓度。即 亨得森－哈赛尔巴赫方程式可写成： 一元弱酸及其盐：pH=pKa – lg [酸]/[盐] pH=pKa – lg n酸/n盐 当C酸 = C盐时， pH=p