第四章缓冲溶液

第四章缓冲溶液1．下列混合溶液是否具有缓冲作用?为什么?①0.1mol·L-1的ＫH2PO4溶液50ml与0.1mol·L-1Na2HPO4溶液50ml混合。②0.2mol·L-1的HAc溶液50ml与0.2mol·L-1的NaOH溶液25ml混合。③0.1mol·L-1的NH3·H2O溶液50ml与0.2mol·L-1的HCl溶液25ml混合。④0.1mol·L-1的HCl溶液50ml与0.1mol·L-1的KCl溶液10ml混合。⑤1×10－３mol·L-1的HAc溶液50ml与1×10－３mol·L-1的NaAc溶液50ml混合。解：（1）（2）（4）具有缓冲作用，（3）（5）无缓冲作用。因为（1）（2）中存在着足够浓度的共轭酸碱对，（4）是pH3的强酸，（3）（5）中无足够浓度的共轭酸碱对。2．今需配制pH为7.40的缓冲液100ml，问应取0.067mol·L-1的Na2HPO4溶液和0.067mol·L-1的KH2PO4溶液各若干ml(H3PO4的pKa2＝6.80)？解：)POH()HPO(lgppH42242aVVK即)HPO()HPO(lg80.64.72424VV-100解得：)ml(80)HPO(24V则)ml(2080100)POH(42V3．欲配制pH为5.00的缓冲溶液,需称取多少ｇ的CH3COONa·3H2O固体,溶解在500ml0.500mol·L-1CH3COOH中?(HAc的pKa＝4.75)解：设需NaAc·3H2Oxmol，根据)HAc(n)Ac(nlgppHaK，有：1000/500.0500)Ac(lg75.40.5n解得：)mol(445.0)Ac(n∴需称取NaAc·3H2O的质量为：0.445×136=60.52(g)4．已知Tris·HCl在37℃时的pKa为7.85，今欲配制pH为7.40的缓冲液，问在含有Tris和Tris·HCl各为0.05mol·L-1的溶液100ml中，需加入0.05mol·L-1的HCl溶液多少ml？解：设需加入HCl的体积为xmol根据]HTris[]Tris[lgppHaK，有)100/()05.005.0100()100/()05.005.0100(lg85.74.7xxxx解得：x=47.6(ml)5．用0.025mol·L-1的H3PO4溶液配成pH为7.4的缓冲溶液100ml，需加入0.025mol·L-1的NaOH溶液与之中和，试计算所需H3PO4溶液与NaOH溶液的体积。解：根据题意，应用2442HPOPOH缓冲对。设需H3PO4xml，与H3PO4反应的NaOH为y1ml，与24HPO反应的NaOH为y2ml。H3PO4+OH=42POH+H2Ommol0.025x0.025y10.025y142POH+OH=24HPO+H2O0.025x-0.025y10.025y20.025y2∴x=y1∵x+y1+y2=100，x=y1∴y2=100-2x22025.0025.0025.0lg21.74.7yxy解得：x=38.34(ml)，即需要H3PO438.34ml。NaOH需要：100-38.34=61.66(ml)6．用弱酸HA(pKa＝5.30)和它的盐NaA配制成pH为5.00的缓冲溶液，在这个溶液100ml中，加入10mmolHCl后，若pH值改变了0.30单位，HA与NaA原来的浓度必须是多少?解：]HA[]A[lg30.500.5∴50.0]HA[]A[（1）加H后pH降低值为4.70，则：10]HA[10010]A[100lg30.570.4∴25.010]HA[10010]A[100（2）联立（1）（2）两方程，解得：[HA]=0.50mol·L-1]A[=0.25mol·L-17．今有0.20mol·L-1的NH3·H2O和2.00L0.100mol·L-1的HCl溶液，若配制pH=9.60的缓冲溶液，在不加水的情况下，最多可配制多少ml缓冲溶液？其中NH3·H2O和NH4+的浓度各为多少?解：设配制前NH3·H2O体积V1L。则NH3·H2O+HCl=NH4Cl+H2O起始0.20V10.200平衡0.20V1-0.2000.20)NH()OHNH(lgppH423annK即20.020.020.0lg25.960.91VV1=3.24(L)缓冲溶液总体积V=3.24+2.00=5.24(L)[NH3·H2O]=)Lmol(085.020.020.011VV[NH4+]=)Lmol(038.020.01V8．试计算总浓度为0.100mol·L-1的巴比妥缓冲溶液的最大缓冲容量和pH为8.00时的缓冲容量(已知：巴比妥酸pKa1＝7.40)。解：β最大=0.576×c总=0.576×0.100=0.576（mmol·ml-1·pH-1）根据]HB]B[lgappHK，有：]HB[]B[lg40.700.8，解得：98.3]HB[]B[又∵]B[+[HB]=0.100∴]B[=0.08mol·L-1[HB]=0.02mol·L-10.1000.0200.0802.303β=0.037（mmol·ml-1·pH-1）