缓冲溶液ppt

五、缓冲溶液1、缓冲溶液组成缓冲机制2、缓冲溶液的pH计算3、缓冲容量和缓冲范围4、缓冲溶液的实际意义1、缓冲溶液组成及缓冲机制0.10mol·L-1NaCl溶液NaCl溶液中加入HCl到0.010mol·L-1溶液的pH由7变为2，改变了5个pH单位。0.10mol·L-1HAc—0.10mol·L-1NaAc溶液0.10mol·L-1HAc—0.10mol·L-1NaAc溶液溶液中加入HCl到0.010mol·L-1溶液的pH由4.75变为4.74，改变仅0.01pH单位。缓冲溶液：能抵抗外来少量强酸、强碱或稍加稀释，而保持其pH值基本不变的溶液。缓冲作用：缓冲溶液所具有的抵抗外加少量强酸或强碱的作用。（一）缓冲溶液较浓的强酸、强碱也具有缓冲作用*，但实际上很少作为缓冲溶液使用。通常我们所说的缓冲溶液，一般是由足够浓度的共轭酸碱对的两种物质组成。（二）缓冲溶液的组成缓冲溶液一般由足够浓度的共轭酸碱对的两种物质组成。组成缓冲溶液的共轭酸碱对的两种物质合称为缓冲系(buffersystem)或缓冲对(bufferpair)。HAc-NaAc；NH3-NH4Cl常见的缓冲系质子转移平衡HAc+H2OAc-+H3O+H2CO3+H2OHCO3-+H3O+H3PO4+H2OH2PO4-+H3O+Tris·H++H2OTris+H3O+H2C8H4O4+H2OHC8H4O4-+H3O+NH4++H2ONH3+H3O+CH3NH3++H2OCH3NH2+H3O+H2PO4-+H2OHPO42-+H3O+HPO42-+H2OPO43-+H3O+缓冲系HAc-NaAcH2CO3-NaHCO3H3PO4-NaH2PO4Tris·HCl-TrisH2C8H4O4-KHC8H4O4NH4Cl-NH3CH3NH3+Cl-CH3NH2NaH2PO4-Na2HPO4Na2HPO4-Na3PO4质子转移平衡HAc+H2OAc-+H3O+H2CO3+H2OHCO3-+H3O+H3PO4+H2OH2PO4-+H3O+Tris·H++H2OTris+H3O+H2C8H4O4+H2OHC8H4O4-+H3O+NH4++H2ONH3+H3O+CH3NH3++H2OCH3NH2+H3O+H2PO4-+H2OHPO42-+H3O+HPO42-+H2OPO43-+H3O+缓冲系HAc-NaAcH2CO3-NaHCO3H3PO4-NaH2PO4Tris·HCl-TrisH2C8H4O4-KHC8H4O4NH4Cl-NH3CH3NH3+Cl-CH3NH2NaH2PO4-Na2HPO4Na2HPO4-Na3PO4（三）缓冲溶液的缓冲作用机制•以HAc-NaAc缓冲溶液为例（与酸作用）HAc+H2OH3O++Ac-NaAcNa++Ac-少量H+平衡向左移动•以HAc-NaAc缓冲溶液为例（与碱作用）：HAc+H2OH3O++Ac-NaAcNa++Ac-少量OH-平衡向右移动以HAc-NaAc缓冲系为例:由于同离子效应，达平衡时，HAc几乎完全以分子状态存在，所以溶液中含有大量的HAc与Ac-，且为共轭酸碱对。(1)Ac-(共轭碱)为缓冲溶液的抗酸成分*。(2)HAc(弱酸)为缓冲溶液的抗碱成分*。HAc+H2OH3O++Ac-NaAcNa++Ac-大量大量总之，由于缓冲溶液中同时含有较大量的弱酸(抗碱成分)和共轭碱(抗酸成分)，它们通过弱酸解离平衡的移动以达到消耗掉外来的少量强酸、强碱，或对抗稍加稀释的作用，使溶液的H+离子或OH-离子浓度没有明显的变化，因此缓冲溶液具有缓冲作用。但缓冲溶液的缓冲作用不是无限的。2、缓冲溶液的pH一、缓冲溶液pH的计算公式二、缓冲溶液pH的计算公式的校正一、缓冲溶液pH的计算公式*HB)/b}B}OH3{b()/b}{b()/b{b(-aK)b(b()/bb(-a3BHB)OHK以HB-NaB表示缓冲系，溶液中存在如下质子转移平衡：HB+H2OH3O++B-NaBNa++B-)HB()B(lgpccKa)()(lgpa共轭酸共轭碱ccKHB的浓度为b(HB)(或称起始浓度,配制浓度)，NaB的浓度为b(NaB)；HB解离部分的浓度为b(H3+O)。][][HBBlgppHaK则：[HB]平=b(HB)-b(H3+O)*[B-]平=b(NaB)+b(H3+O)*[HB]平≈b(HB)，[B-]平≈b(NaB)＝b(B-)*)HB()B()HB()B(HBBnnbb][][缓冲比：-若缓冲溶液的体积以V表示，则Vnb)B(B)(Vnb)HB(HB)()HB()B(lgppHnnKa由上式可得缓冲溶液的pH值取决于弱酸的解离常数Ka及[B]/[HB](缓冲比)。所以式子可改写为：1、缓冲溶液的pH值首先取决于弱酸的离解常数Ka值，即主要取决于共轭酸的性质。Ka值于温度有关，所以温度对缓冲溶液的pH有影响。主要对Ka与水的KW均有影响。2、其次取决于缓冲对浓度的比例---缓冲比，当pKa一定时，pH值随着缓冲比的改变而改变。缓冲比为1时，pH=pKa。3、当加入少量水稀释溶液时，缓冲溶液的缓冲比不变，即缓冲溶液有一定的抗稀释能力。一、缓冲容量二、影响缓冲容量的因素三、缓冲范围3、缓冲容量和缓冲范围3、缓冲容量和缓冲范围一、缓冲容量任何缓冲溶液的缓冲能力都是有一定限度的，即当强酸或强碱超过一定量时，缓冲溶液的pH将发生较大的变化，从而失去缓冲能力，因此缓冲容量来衡量缓冲溶液的缓冲能力的大小。缓冲容量定义为：利用上式可以推导出缓冲容量的计算公式：defbddpHnV(HA)(A)2.303(HA)(A)cccc编号缓冲比加NaOH后的c总[Ac-]/[HAc]pHpH△pHβ12340.21:14.754.760.010.10.021:14.754.830.080.0130.21:93.803.830.030.0340.29:15.705.720.020.05二、影响缓冲容量β的因素*向50.0mL总浓度为0.2mol·L-1HAc-Ac-的缓冲溶液中，加入0.05mL1.0mol·L-1的NaOH溶液，根据不同缓冲比时，各溶液pH的变化情况，可算出相应的•同一缓冲体系，缓冲比一定，总浓度愈大，缓冲容量愈大。•同一缓冲体系，总浓度一定，缓冲比越接近1，缓冲容量越大；缓冲比等于1，缓冲容量最大。•总浓度相同的缓冲溶液，具有相同的β极大值，与缓冲系的种类无关。（β极大=0.576c总）影响缓冲容量的因素：缓冲溶液的总浓度和缓冲比三、缓冲范围缓冲溶液pH=pKa±1变化范围称为缓冲范围。1ppHppH1-ppH:pH11011101aaamaxKKK缓冲比：减小减小缓冲系不同，各弱酸的pKa不同，则缓冲范围不同。4、缓冲溶液的实际意义•通常用HF和NH4F的混合溶液清洗半导体器件硅片表面的氧化物（SiO2），在一定的PH下使SiO2成为SiF4气体而除去。•金属器件进行电镀时的电镀液常用缓冲溶液来控制一定的PH值。•在土壤中存在复杂缓冲系统，能使土壤维持一定的pH，从而保证了植物的正常生长。•······谢谢！组员：赵旭瑜，朱幸垚，曹玲微，周彬