缓冲溶液的配制和性质

缓冲溶液的配制和性质实验目的1．掌握缓冲溶液的配制方法，加深对其性质的理解。2．掌握刻度吸管、滴管的使用方法。3．了解pH计测定溶液pH的原理，学会使用pH计。实验原理缓冲溶液是由弱酸及其盐或弱碱及其盐组成。对于由弱酸及其盐组成的缓冲体系，其pH值可用下式表示：][][1ppH酸盐gKa因此，缓冲溶液的pH值除主要决定于pKa外，还随盐和酸的浓度比而变。只要按不同的浓度比配制溶液，就可得到不同pH的缓冲溶液。必须指出，由上述公式算得的pH是近似值，精确的计算应用活度而不应用浓度。缓冲溶液中具有抗酸及抗碱成分，所以加入少量酸或碱其pH变化不大。当稀释缓冲溶液时，酸和盐的浓度比不变，故适当稀释对pH影响不大。缓冲容量是衡量缓冲能力大小的尺度。它的大小与缓冲剂浓度、缓冲组分比值有关。缓冲剂浓度越大，缓冲容量越大；缓冲组分比值为1∶1时，缓冲容量最大。pH计测定溶液的pH值是一种比较精确而又快速的方法(电位法)。pH计的指示电极(常用玻璃电级)和参比电极(常用甘汞电极)与待测溶液组成一原电池：玻璃电极∣待测溶液(pHx)‖甘汞电极甘汞电极的电极电势稳定不变，而玻璃电极的电极电势与待测液的pH有关，因此通过测定电池的电动势便可求得待测液的pH。Ex=甘-(玻-0.059pHx)因玻不确定，故先用已知pH的标准液代替待测液测定电池电动势以求算玻，这称为定位或校正。Es=甘-(玻-0.059pHs)两式相减便可求得pHx。0.059由2.303FRT换算所得，该数值随温度而变。在pH计上可通过温度补偿器加以校准。器材和药品1．器材pH计、刻度吸管、50mL烧杯、试管。2．药品HAc（0.1mol·L-1），NaAc（0.1mol·L-1），NH3·H2O（0.1mol·L-1），pH=10的NaOH，NaOH（0.1mol·L-1），NH4Cl（0.1mol·L-1），HCl（0.1mol·L-1），pH=5的HCl，pH广泛试纸，邻苯二甲酸氢钾(0.05mol·L-1，pH=4.01)，硼酸(0.01mol·L-1，pH=9.18)。实验方法一、配制缓冲溶液通过计算，把配制下列四种缓冲溶液所需各组分的体积填入下表(总体积为30mL)。按表中用量分别配制四种缓冲溶液，然后分别用pH试纸和pH计测定它们的pH值，与计算值比较。pH计的使用参阅《精密仪器的使用方法》中的pH计部分。缓冲溶液pH值各组分的体积/mLpH(实验值)pH试纸pH计甲5.050.1mol·L-1HAc0.1mol·L-1NaAc乙5.050.05mol·L-1HAc0.05mol·L-1NaAc丙9.250.1mol·L-1NH3·H2O0.1mol·L-1NH4Cl丁8.550.1mol·L-1NH3·H2O0.1mol·L-1NH4Cl二、缓冲溶液的性质1．取两支试管，分别加5mL甲缓冲液和pH=5的HCl溶液，然后在两支试管中各加入5滴0.1mol·L-1HCl，用pH试纸测定pH。用同样的方法，试验5滴0.1mol·L-1NaOH对两溶液pH值的影响，记录实验结果。试管溶液酸、碱加入量pH1234甲缓冲液pH=5的HCl甲缓冲液pH=5的HCl5滴HCl5滴HCl5滴NaOH5滴NaOH2．用丁缓冲液和pH=10的NaOH溶液重复上述实验，记录结果。试管溶液酸、碱加入量pH1234丁缓冲液pH=10的NaOH丁缓冲液pH=10的NaOH5滴NaOH5滴NaOH5滴HCl5滴HCl3．分别取10mL乙缓冲液、丙缓冲液、pH=5的HCl溶液、pH=10的NaOH溶液，各加入10mL水，用pH计测定它们的pH值。试管溶液稀释后的pH值1234乙缓冲液丁缓冲液pH=5的HClpH=10的NaOH上述实验说明缓冲溶液具有什么性质？三、缓冲容量在剩余的甲、乙、丙、丁四种缓冲溶液中，加入5mL0.1mol·L-1NaOH，用pH计测pH值。记录结果，解释原因。溶液缓冲剂浓度加NaOH后的pH值甲缓冲液乙缓冲液0.1mol·L-10.05mol·L-1缓冲比丙缓冲液丁缓冲液思考题1．缓冲溶液为什么具有缓冲能力？它的pH值由哪些因素决定？2．现有H3PO4、HAc、H2C2O4、H2CO3、HF等几种酸及其盐(包括酸式盐)，欲配制pH=2、10、12的缓冲液，问各选用哪种作为缓冲剂较好？3．NaHCO3溶液是否具有缓冲能力，为什么？50种缓冲溶液的配制1.乙醇－醋酸铵缓冲液(pH3.7)取5mol/L醋酸溶液15.0ml，加乙醇60ml和水20ml,用10mol/L氢氧化铵溶液调节pH值至3.7，用水稀释至1000ml，即得。2.三羟甲基氨基甲烷缓冲液(pH8.0)取三羟甲基氨基甲烷12.14g,加水800ml,搅拌溶解，并稀释至1000ml,用6mol/L盐酸溶液调节pH值至8.0,即得。3.三羟甲基氨基甲烷缓冲液(pH8.1)取氯化钙0.294g,加0.2mol/L三羟甲基氨基甲烷溶液40ml使溶解，用1mol/L盐酸溶液调节pH值至8.1，加水稀释至100ml，即得。4.三羟甲基氨基甲烷缓冲液(pH9.0)取三羟甲基氨基甲烷6.06g,加盐酸赖氨酸3.65g、氯化钠5.8g、乙二胺四醋酸二钠0.37g，再加水溶解使成1000ml，调节pH值至9.0，即得。5.乌洛托品缓冲液取乌洛托品75g，加水溶解后，加浓氨溶液4.2ml，再用水稀释至250ml,即得。6.巴比妥缓冲液(pH7.4)取巴比妥钠4.42g,加水使溶解并稀释至400ml，用2mol/L盐酸溶液调节pH值至7.4，滤过，即得。7.巴比妥缓冲液(pH8.6)取巴比妥5.52g与巴比妥钠30.9g,加水使溶解成2000ml，即得。8.巴比妥－氯化钠缓冲液(pH7.8)取巴比妥钠5.05g,加氯化钠3.7g及水适量使溶解,另取明胶0.5g加水适量，加热溶解后并入上述溶液中。然后用0.2mol/L盐酸溶液调节pH值至7.8，再用水稀释至500ml，即得。9.甲酸钠缓冲液(pH3.3)取2mol/L甲酸溶液25ml，加酚酞指示液1滴，用2mol/L氢氧化钠溶液中和，再加入2mol/L甲酸溶液75ml,用水稀释至200ml,调节pH值至3.25～3.30,即得。10.邻苯二甲酸盐缓冲液(pH5.6)取邻苯二甲酸氢钾10g，加水900ml,搅拌使溶解，用氢氧化钠试液(必要时用稀盐酸)调节pH值至5.6,加水稀释至1000ml，混匀，即得。11.枸橼酸盐缓冲液取枸橼酸4.2g,加1mol/L的20％乙醇制氢氧化钠溶液40ml使溶解,再用20％乙醇稀释至100ml，即得。12.枸橼酸盐缓冲液(pH6.2)取2.1％枸橼酸水溶液，用50％氢氧化钠溶液调节pH值至6.2，即得。13.枸橼酸－磷酸氢二钠缓冲液(pH4.0)甲液：取枸橼酸21g或无水枸橼酸19.2g,加水使溶解成1000ml，置冰箱内保存。乙液：取磷酸氢二钠71.63g，加水使溶解成1000ml。取上述甲液61.45ml与乙液38.55ml混合，摇匀，即得。14.氨－氯化铵缓冲液(pH8.0)取氯化铵1.07g，加水使溶解成100ml，再加稀氨溶液(1→30)调节pH值至8.0，即得。15.氨－氯化铵缓冲液(pH10.0)取氯化铵5.4g，加水20ml溶解后，加浓氯溶液35ml，再加水稀释至100ml，即得。16.硼砂－氯化钙缓冲液(pH8.0)取硼砂0.572g与氯化钙2.94g，加水约800ml溶解后,用1mol/L盐酸溶液约2.5ml调节pH值至8.0，加水稀释至1000ml，即得。17.硼砂－碳酸钠缓冲液(pH10.8～11.2)取无水碳酸钠5.30g,加水使溶解成1000ml；另取硼砂1.91g，加水使溶解成100ml。临用前取碳酸钠溶液973ml与硼砂溶液27ml，混匀，即得。18.硼酸－氯化钾缓冲液(pH9.0)取硼酸3.09g,加0.1mol/L氯化钾溶液500ml使溶解，再加0.1mol/L氢氧化钠溶液210ml，即得。19.醋酸盐缓冲液(pH3.5)取醋酸铵25g，加水25ml溶解后，加7mol/L盐酸溶液38ml，用2mol/L盐酸溶液或5mol/L氨溶液准确调节pH值至3.5(电位法指示),用水稀释至100ml,即得。20.醋酸－锂盐缓冲液(pH3.0)取冰醋酸50ml，加水800ml混合后，用氢氧化锂调节pH值至3.0，再加水稀释至1000ml，即得。21.醋酸－醋酸钠缓冲液(pH3.6)取醋酸钠5.1g,加冰醋酸20ml，再加水稀释至250ml,即得。22.醋酸－醋酸钠缓冲液(pH3.7)取无水醋酸钠20g,加水300ml溶解后，加溴酚蓝指示液1ml及冰醋酸60～80ml，至溶液从蓝色转变为纯绿色，再加水稀释至1000ml，即得。23.醋酸－醋酸钠缓冲液(pH3.8)取2mol/L醋酸钠溶液13ml与2mol/L醋酸溶液87ml,加每1ml含铜1mg的硫酸铜溶液0.5ml,再加水稀释至1000ml，即得。24.醋酸－醋酸钠缓冲液(pH4.5)取醋酸钠18g,加冰醋酸9.8ml,再加水稀释至1000ml,即得。25.醋酸－醋酸钠缓冲液(pH4.6)取醋酸钠5.4g,加水50ml使溶解，用冰醋酸调节pH值至4.6，再加水稀释至100ml，即得。26.醋酸－醋酸钠缓冲液(pH6.0)取醋酸钠54.6g，加1mol/L醋酸溶液20ml溶解后，加水稀释至500ml，即得。27.醋酸－醋酸钾缓冲液(pH4.3)取醋酸钾14g，加冰醋酸20.5ml，再加水稀释至1000ml，即得。28.醋酸－醋酸铵缓冲液(pH4.5)取醋酸铵7.7g，加水50ml溶解后，加冰醋酸6ml与适量的水使成100ml，即得。29.醋酸－醋酸铵缓冲液(pH6.0)取醋酸铵100g，加水300ml使溶解，加冰醋酸7ml,摇匀，即得。30.磷酸－三乙胺缓冲液取磷酸约4ml与三乙胺约7ml，加50％甲醇稀释至1000ml，用磷酸调节pH值至3.2，即得。31.磷酸盐缓冲液取磷酸二氢钠38.0g，与磷酸氢二钠5.04g,加水使成1000ml,即得。32.磷酸盐缓冲液(pH2.0)甲液:取磷酸16.6ml，加水至1000ml，摇匀。乙液：取磷酸氢二钠71.63g，加水使溶解成1000ml。取上述甲液72.5ml与乙液27.5ml混合，摇匀，即得。33.磷酸盐缓冲液(pH2.5)取磷酸二氢钾100g，加水800ml，用盐酸调节pH至2.5,用水稀释至1000ml。34.磷酸盐缓冲液(pH5.0)取0.2mol/L磷酸二氢钠溶液一定量,用氢氧化钠试液调节pH值至5.0，即得。35.磷酸盐缓冲液(pH5.8)取磷酸二氢钾8.34g与磷酸氢二钾0.87g,加水使溶解成1000ml，即得。36.磷酸盐缓冲液(pH6.5)取磷酸二氢钾0.68g,加0.1mol/L氢氧化钠溶液15.2ml，用水稀释至100ml，即得。37.磷酸盐缓冲液(pH6.6)取磷酸二氢钠1.74g、磷酸氢二钠2.7g与氯化钠1.7g，加水使溶解成400ml，即得。38.磷酸盐缓冲液(含胰酶)(pH6.8)取磷酸二氢钾6.8g,加水500ml使溶解,用0.1mol/L氢氧化钠溶液调节pH值至6.8；另取胰酶10g，加水适量使溶解，将两液混合后,加水稀释至1000ml，即得。39.磷酸盐缓冲液(pH6.8)取0.2mol/L磷酸二氢钾溶液250ml，加0.2mol/L氢氧化钠溶液118ml，用水稀释至1000ml，摇匀，即得。40.磷酸盐缓冲液(pH7.0)取磷酸二氢钾0.68g，加0.1mol/L氢氧化钠溶液29.1ml，用水稀释至100ml，即得。41.磷酸盐缓冲液(pH7.2)取0.2mol/L磷酸二氢钾溶液50ml与0.2mol/L氢氧化钠溶液35ml，加新沸过的冷水稀释至200ml，摇匀，即得。42.磷酸盐缓冲液(pH7.3)取磷酸氢二钠1.9734g与磷酸二氢钾0.2245g,加水使溶解成1000ml，调节pH值至7.3，即得。43.磷酸盐缓冲液(pH7.4)取磷酸二氢钾1.36g，