第七章 电解质溶液（课件）-《无机化学（王宝仁）第四节　同离子效应及缓冲溶液同步教学（ 化学工业出版社第四版）

缓冲溶液 （一）缓冲溶液的概念 50mlH2O 1滴1.0mol/LNaOH pH→11 1滴1.0mol/L HCl pH→3 |ΔpH|=4 1滴1.0mol/LNaOH pH→4.76 1滴1.0mol/L HCl pH→4.74 0.1mol/LHAc 0.1mol/LNaAc pH=4.75 |ΔpH|=0.01 一、缓冲溶液的组成及其作用 缓冲溶液 （一）缓冲溶液的概念 溶液能抵抗外加的少量强酸、强碱或稀释而保持溶液的pH值基本不变的作用。 具有缓冲作用的溶液。 缓冲溶液（buffer solution） 缓冲作用（buffer action） 一、缓冲溶液的组成及其作用 一、缓冲溶液的组成及其作用 缓冲溶液具有缓冲作用的原因？ 缓冲溶液中同时含有抗酸和抗碱两种成分，通常将这两种成分称为缓冲对或缓冲系 按照酸碱质子理论，缓冲对就是共轭酸碱对，如HAc-Ac−、NH4+-NH3、H2PO4−-HPO42−等。 （一）缓冲溶液的概念 一、缓冲溶液的组成及其作用 例：由HAc和NaAc组成的溶液体系 （1）抗酸作用 缓冲对中的共轭碱发挥了抵抗外来强酸的作用 抗酸成分！ 抗酸成分 少量H3O+ HAc + H2O H3O+ + Ac‾ 平衡向左移动 （二）缓冲作用的原理 例：由HAc和NaAc组成的溶液体系 （2）抗碱作用 缓冲对中的共轭酸发挥了抵抗外来强碱的作用 抗碱成分！ 抗碱成分 HAc + H2O Ac‾ + H3O+ 少量OH- 平衡向右移动 一、缓冲溶液的组成及其作用 （二）缓冲作用的原理 （二）缓冲作用的原理 （3）抗稀释作用 a) 0.50ml 0.10mol/L HCl （二）缓冲作用的原理 （3）抗稀释作用 (b) 0.50ml 0.10mol/L HAc和0.10mol/LNaAc混合液 （二）缓冲作用的原理 （3）抗稀释作用 在缓冲溶液适当稀释时，H3O+浓度降低 Ac−与HAc的浓度同时降低 同离子效应减弱 HAc解离度增加 H3O+浓度得以弥补，溶液的pH基本不变 （三）缓冲作用的原理 （1）较大浓度的共轭酸、共轭碱 是缓冲作用的物质基础。 （2）共轭酸碱物质之间的质子传递平衡 是缓冲作用的内在动力。 结论： 缓冲溶液 HA-A‾缓冲系： HA + H2O H3O+ + A‾ 二、缓冲溶液pH的计算 缓冲溶液pH值由Ka和cb/ca决定，同一种缓冲溶液，可以通过改变cb/ca来改变pH值； 缓冲溶液进行适当稀释，溶液pH基本不变 缓冲溶液 二、缓冲溶液pH的计算 缓冲溶液 例： 用200 ml 0.10 mol/L HAc溶液和300 ml 0.10 mol/L NaAc溶液混合配成500 ml缓冲溶液，计算此溶液的pH值。 (已知HAc的pKa=4.75) 解： （1）cHAc= cAc-= =4.75 + lg(0.06/0.04) =4.93 缓冲溶液 例： 将100 ml 0.10 mol/L盐酸加入到300 ml 0.10 mol/L氨水中，求混合后溶液的pH。（已知NH3•H2O的pKb=4.75） 解： 缓冲系为NH4+ -NH3， NH3·H2O的 pKb= 4.75 可知， NH4+的 pKa=14 - 4.75=9.25 cNH4+= cNH3·H2O = 缓冲溶液 =9.25 + lg(0.05/0.025) =9.55 注： 1、牢记缓冲溶液pH的计算公式 2、算出抗酸、抗碱成分的浓度 缓冲溶液 (一) 缓冲容量的概念 使单位体积缓冲溶液pH改变1个单位时，所需加入的一元强酸或一元强碱的物质的量。 β:是缓冲容量[mol/(L•pH)], ΔpH是溶液pH改变值 n:是加入强酸或者强碱的物质的量 v:是溶液的体积 三、缓冲容量和缓冲范围 (一) 缓冲容量的概念 物理意义: 衡量缓冲溶液缓冲能力的物理量 β与n成正比，与V 和ΔpH的乘积成反比 β值越大，溶液缓冲能力越强 缓冲溶液 三、缓冲容量和缓冲范围 缓冲溶液 (二) 影响缓冲容量的因素 17 (二) 影响缓冲容量的因素 1、缓冲溶液总浓度 (c总) 当cb/ca一定时，c总越大，缓冲容量越大