缓冲溶液

§5.5缓冲溶液缓冲溶液pH值的计算缓冲溶液同离子效应缓冲溶液的选配同离子效应：在弱电解质溶液中，加入与其含有相同离子的易溶强电解质而使弱电解质的解离度降低的现象。HAc(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+Ac–(aq)同离子效应Ac–(aq)4NHNH4Ac(aq)(aq)+)aq(OH(aq)NHO(l)H(aq)NH423HAc解离度降低，c(H3O+)降低，pH增加NH3解离度降低，c(OH-)降低，pH减小例5-6：在0.10mol·L-1的HAc溶液中，加入NH4Ac(s)，使NH4Ac的浓度为0.10mol·L-1，计算该溶液的pH值和HAc的解离度。5108.110.0)10.0(xxxx=1.8×10-5c(H+)=1.8×10-5mol·L-10.10±x≈0.100.10mol·L-1HAc溶液：pH=2.89，α=1.3%解：HAc(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+Ac－(aq)ceq/(mol·L-1)0.10–xx0.10+xc0/(mol·L-1)0.1000.10pH=4.74，α=0.018%50mLHAc—NaAc[c(HAc)=c(NaAc)=0.10mol·L-1]pH=4.74缓冲溶液：具有能保持本身pH值相对稳定性能的溶液(也就是不因加入少量强酸或强碱或稍加稀释而显著改变pH值的溶液)。加入1滴(0.05ml)1mol·L-1HCl加入1滴(0.05ml)1mol·L-1NaOH实验：50ml纯水pH=7pH=4.73缓冲溶液pH=3pH=11pH=4.75一、组成——共轭酸碱对（缓冲对）酸性缓冲溶液：弱酸-共轭碱（或弱酸-弱酸盐）HAc-NaAcHAc-NH4AcNaH2PO4-Na2HPO4NH3-NH4Cl碱性缓冲溶液：弱碱-共轭酸（或弱碱-弱碱盐）二、缓冲机理较大量少量较大量(aq)A(aq)OHO(l)HHA(aq)32)A()HA()HA()OH(a3ccKc)A()HA()HA(accK加入少量强碱：O(l)H(aq)AHA(aq)(aq)OH2抗碱成分加入少量强酸：O(l)HHA(aq)(aq)A(aq)OH23抗酸成分思考：缓冲溶液的缓冲能力是否有限？缓冲能力与HA和A-的浓度是否有关？•缓冲能力是有限的。•c(HA)和c(A–)浓度越大缓冲能力越强。（溶液中抗酸组分和抗碱组分有限）⒈酸性缓冲溶液(弱酸-弱酸盐）三、缓冲溶液pH值的计算)A()HA(lg)HA(ppHooaccK缓冲比如果c0(HA)/Ka400,不能用初始浓度c0(HA),c0(A－)代替HA和A－的平衡浓度。则用Ө)OH()A()OH()HA(lg)HA(ppH3o3oaccccK注意：该公式适用于磷酸缓冲溶液。2.碱性缓冲溶液（弱碱—弱碱盐）)BH()B(lg)B(p14pH0obccK如果c0(B)/Kb400,不能用初始浓度c0(B),c0(BH+)代替B和BH+的平衡浓度。则直接用Ө)OH()BH()OH()B(lg)B(p14pH0obccccK缓冲比)BH()B(lg)B(ppOHoobccK3.由多元弱酸酸式盐组成的缓冲溶液①溶液为酸性3a1107.6K)OH()POH()OH()PO(HlgppH34203430a1ccccK)aq(OH)aq(POH)l(OH)aq(POH342243POHPOH4243例1：如NaHCO3—Na2CO3,NaH2PO4—Na2HPO4②溶液为碱性应按水解平衡精确计算。POHPO3424例1：)aq(OH)aq(HPO)l(OH)aq(PO24234022.0)PO(H)(PO43a3w34b1KKK)(OH)(HPO)(OH-)(POlg)(POppOH--24--34-34b,1cc00ccK(aq)OH(aq)HCOO(l)H(aq)CO32234a2wb1101.2KKK)HCO()(COlgppOH30230b1ccK例2：233CO-HCO例5-7：若在50.00ml0.150mol·L-1NH3(aq)和0.200mol·L-1NH4Cl组成的缓冲溶液中，加入0.100ml1.00mol·L-1的HCl，求加入HCl前后溶液的pH值各为多少？解：加入HCl前：14.9)12.0(26.9200.0150.0lg)108.1lg(145)NH()(NHlg)(NHp14pH433bccK加入HCl后：11L0.0020molLmol50.100.1001.00HCl)(c9.12c(NH3)=0.15-0.002=0.148mol/Lc(NH4+)=0.2+0.002=0.202mol/L202.0148.0lg)108.1lg(145)14.0(26.9)NH()(NHlg)(NHp14pH433bccK例题：求300mL0.50mol·L-1H3PO4和500mL0.50mol·L-1NaOH的混合溶液的pH值。molNaOH25.0POmolH15.043反应继续反应缓冲溶液得到HPOPOH2442—解：先反应再计算4242PO0.05molNaHHPO0.10molNa余下生成H0.10molNaO余下42PO0.15molNaH生成7.5130.021.7100.00500.0lg102.6lg81-24Lmol800.0100.0)HPO(cLmol800.00500.0)POH(1-42c(aq)OH(aq)HPOO(l)H(aq)POH3242428a2102.6K)HPO()PO(HlgppH2442a2ccK缓冲溶液的选配有关；或还与)BH()B()A()HA(cccc决定的，paK①缓冲溶液的pH值主要是由或pbK缓冲溶液的pHNH不同时，NH)c(NH)c(NH43439.2610.268.26)c(NH)c(NH43pH10.10mol/L0.10mol/L100.10mol/L1.0mol/L1.01.0mol/L0.10mol/L③缓冲溶液的缓冲能力是有限的；②缓冲溶液适当稀释，pH值基本保持不变；缓冲溶液知识点小结④缓冲能力与缓冲溶液中各组分的浓度有关，c(HA)，c(B)及c(A－)或c(BH+)较大时,缓冲能力强。时，缓冲能力大,1接近)c(BHc(B)或)c(Ac(HA)。或控制10~1.0)BH()(B)(A)HA(cccc缓冲溶液的缓冲范围:pKa±1或14-pKb±1缓冲溶液选配原则：(1)paKp14bK或尽可能与所需pH值相接近，若不相等，可调整。或)BH()B()A()HA(cccc(2)除了H3O+和OH-外，缓冲组分不能与反应物或生成物发生其他副反应。欲配制的缓冲溶液的pH值应选择的缓冲组分34.12p-14PONa-HPONa12pHb14342K32.10p-14CONa-NaHCO10pHb1323K26.9p14ClNH-OHNH9pHb423K21.7pHPONa-PONaH7pHa24242K74.4pNaAc-HAc5pHaK本节小结重点：同离子效应，缓冲机理，缓冲溶液pH的计算难点：各类缓冲溶液pH的计算第三次作业P795-19——(2)，(5)5-21——(1)，(3)5-24