大专无机化学课件-缓冲溶液

化学综合第四课缓冲溶液同离子效应一定温度下弱酸HAc在溶液中存在：若在此平衡系统中加入NaAc，则：由于体系中被加入了Ac-，所以HAc的离解平衡向_____移动，HAc的离解度_______加入强酸HCl的情况呢？同上HAcH++Ac－NaAc→Na++Ac－左减小同离子效应向弱电解质溶液中加入具有相同离子（阳离子或阴离子）的强电解质后，弱电解质离解度降低的现象解离平衡发生左移弱酸中H+浓度降低，弱碱中OH-浓度降低缓冲溶液缓冲溶液BufferSolution定义：能够抵抗外来少量强酸、强碱或稍加稀释而保持pH基本不变的溶液。缓冲作用：缓冲溶液对强酸、强碱或稀释的抵抗作用原理：同离子效应以HAc~NaAc缓冲体系为例：HAc+H2OH3O++Ac－因NaAc的同离子效应抑制了HAc的解离体系中存在大量HAc和Ac－缓冲原理在HAc~NaAc缓冲体系中加入少量强酸时：HAc+H2OH3O++Ac－+外来H+平衡移动方向平衡移动结果：外来H+被消耗。溶液pH没有明显降低抗酸缓冲作用在HAc~NaAc缓冲体系中加入少量强碱时：平衡移动结果：外来OH－被消耗。HAc解离补充了消耗的H＋，pH没有明显升高抗碱缓冲作用HAc+H2OAc－+H3O+缓冲溶液组成弱酸-弱酸盐弱碱-弱碱盐正盐-酸式盐（NaHCO3-Na2CO3）多元酸-酸式盐（H2CO3-NaHCO3)同一种多元酸的两种酸式盐（KH2PO4-K2HPO4）下列各组溶液，有缓冲作用的是A.0.2mol·L-1KClB.0.02mol·L-1NH3·H2OC.0.2mol·L-1NaH2PO4和0.2mol·L-1Na2HPO4D.0.01mol·L-1HAc和0.2mol·L-1HCl下列各组溶液，是否有缓冲作用？A.0.1mol·L-1HAc20mLB.0.1mol·L-1HAc20mL+0.1mol·L-1NaOH20mLC.0.1mol·L-1HAc20mL+0.1mol·L-1NaOH10mLHAc+NaOHNaAc+H2OCC缓冲溶液pH的计算由一元弱酸HA和相应的盐MA组成缓冲溶液，其中酸和盐的浓度分别为c(酸)和c(盐)，则该溶液的pH为？计算一元弱酸及其盐组成的缓冲溶液的通式()'(H)()()()pH=-lg-lg=p-lg()()aaaccKcccKKcc酸盐酸酸盐盐缓冲溶液pH的计算同理，由一元弱碱BOH和相应的盐BM组成缓冲溶液，其中碱和盐的浓度分别为c(碱)和c(盐)，则该溶液的pH为不要求推导和具体计算bb()'(OH)()()()pOH=-lg-lg=p-lg()()accKcccKKcc碱盐碱碱盐盐缓冲溶液的特性缓冲溶液本身的pH主要取决于弱酸或弱碱的离解常数温度对离解常数有影响，故也对缓冲溶液的pH有影响缓冲溶液的浓度越大，加入少量酸碱后，其c(酸)/c(盐)【或c(碱)/c(盐)】的变化小，pH变化也就越小c(酸)/c(盐)【或c(碱)/c(盐)】接近1时缓冲能力最大，0.1c(酸)/c(盐)10时也有缓冲能力缓冲溶液的特性只有外加酸碱的量与缓冲对的量相比较小时，才有缓冲作用只能在Kaθ±1的范围内发挥作用在一定范围内加水稀释时，由于缓冲比不变，缓冲溶液pH值计算结果不变，实际pH值有微小改变。稀释过度，缓冲系物质的浓度不足，溶液丧失缓冲能力。缓冲溶液的配制配制原则1.选择合适的缓冲系：•pH位于缓冲范围内（pKa±1）；•不干扰主反应(无沉淀、配合等副反应)；•医用缓冲体系：无毒、对热稳定、对酶稳定、能透过生物膜等。3.浓度合适：•总浓度过低→→缓冲容量过小；•总浓度过高→→渗透压过大。2.有较好的缓冲能力：pKa–lg{c(酸)/c(盐)}→pH使缓冲体系有较大的缓冲容量。生物医学上多用0.05～0.2mol·L–13.校正：pH计监测下，加强酸/强碱以校正。配制步骤1.根据配制原则选择合适的缓冲系：2.计算所需弱酸等的用量或体积：☆为配制方便常选用同浓度的弱酸和相应的盐溶液等体积混合例2．欲配制pH=9.0的缓冲溶液应选择NH3-NH4Cl体系，pKb=4.75，pKa=9.25例1．欲配制pH=5.0的缓冲溶液首先找出与溶液所需控制的pH值相近的pK值的弱酸或弱碱应选择体系NaAc-HAc体系，pKa=4.76常见缓冲系缓冲系质子转移平衡pKa(25C)HAc-NaAcHAc+H2OAc-+H3O+4.76H2CO3-NaHCO3H2CO3+H2OHCO3-+H3O+6.35H2C8H4O4-KHC8H4O4*H2C8H4O4+H2OHC8H4O4-+H3O+2.89TrisHCl-Tris**TrisH++H2OTris+H3O+8.08NH4Cl-NH3NH4++H2ONH3+H3O+9.25CH3NH3+Cl--CH3NH2***CH3NH3++H2OCH3NH2+H3O+10.63H3PO4-NaH2PO4H3PO4+H2OH2PO4-+H3O+2.16NaH2PO4-Na2HPO4H2PO4-+H2OHPO42-+H3O+7.21Na2HPO4-Na3PO4HPO42-+H2OPO43-+H3O+12.32常见缓冲系溶液浓度(mol·L-1)pH(25℃)温度系数(ΔpH·℃-1)酒石酸氢钾(KHC4H4O6)饱和，25℃3.557-0.001邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4)0.054.008+0.001KH2PO4~Na2HPO40.025，0.0256.865-0.003KH2PO4~Na2HPO40.008695，0.030437.413-0.003硼砂(Na2B4O7·10H2O)0.019.180-0.008科学研究、工业生产等许多情况下需要控制反应体系的pH值范围。人体内的各种体液都具有一定的pH值范围，如正常人血液的pH值范围为7.35～7.45。细胞正常生理环境、生物体内酶催化反应等需要稳定的pH值环境。学习缓冲溶液的意义