第三章缓冲溶液BufferSolution§3.1缓冲作用§3.2缓冲溶液的pH值§3.3缓冲容量lL纯水pH7.0通入0.01molHClpH:2.0△pH:-5.00lL0.lmol醋酸和0.1mol醋酸钠pH4.75通入0.01molHClpH:4.66△pH:-0.09能够抵制外加少量酸、碱或稀释,而保持溶液的pH值不发生明显改变的作用,叫缓冲作用。具有缓冲作用的溶液叫缓冲溶液。§3.1缓冲作用一、缓冲溶液的组成抗酸成分(共轭碱)抗碱成分(共轭酸)缓冲系或缓冲对三种类型:弱酸及其对应的盐(HAc-NaAc、H2CO3-NaHCO3)弱碱及其对应的盐(NH3-NH4Cl、CH3NH2-CH3NH3Cl)酸式盐及其对应的次级盐(NaH2PO4-Na2HPO4、NaHCO3-Na2CO3)二、缓冲作用原理HBH++B-NaB====Na++B-基本特点:两多一少定性:抗酸成分消耗外加酸;抗碱成分消耗外加碱。定量:[HB]]][B[HaK[HB]]][B[HaK[HB]][BlgppHaK亨德森-哈塞尔巴赫方程式(Henderson-Hasselbach)][B[HB]][HaK即§3.2缓冲溶液的pH值缓冲比HBH++B-弱酸-共轭碱(HB-B-):HBBalgppHccK][B[HB]lgppOHbK或[HB]][BlgppH-aK弱碱-共轭酸(B-BH+):亨德森方程的意义[HB]][BlgppHaKpH值取决于共轭酸的pKa值与缓冲比当缓冲比等于1时,pH=pKa具有有限的抗酸、抗碱及抗稀释作用HBBalgppHnnK由亨德森方程可推出:例1、0.60L缓冲溶液中含有0.35molHOAc和0.25molNaOAc,计算溶液的pH值。4.600.154.750.350.25lg4.75nnlgppHabaK解:na=0.35mol,nb=0.25mol例2、0.30mol•L-1HOAc溶液100mL和0.10mol•L-1NaOH溶液100mL混合,制成缓冲溶液,计算溶液的pH值。4.450.020.01lg4.75lgppHabannK解:HOAc+NaOH====NaOAc+H2O混合前:0.3×0.10.1×0.10mol混合后:0.0200.01mol9.080.060.04lg9.26lgppHaba1nnK解:NH4++OH-===NH3+H2O加碱前:0.3×0.20.2×0.2mol加碱后:0.06-0.0050.04+0.005mol9.170.0550.045lg9.26lgppHaba2nnK△pH=0.09例3、往200mL0.2mol·L-1NH3-0.3mol·L-1NH4Cl缓冲溶液中,加入50mL0.1mol·L-1NaOH溶液,溶液的pH值改变多少?pKa(NH4+)=9.26§3.3缓冲容量pHnβ衡量缓冲溶液缓冲能力的尺度。使单位体积的缓冲溶液的pH值改变1个单位时,所需加入一元强酸或一元强碱的物质的量。符号β。cβ][HB][B2.303(c=[HB]+[B-])cβ][HB][B2.303当缓冲比([B-]/[HB])一定时,缓冲溶浓的总浓度越大,缓冲容量越大。总浓度不变时,以缓冲比为l([B-]=[HB],pH=pKa)时,缓冲容量最大,缓冲比偏离1越远,则缓冲容量越小。影响缓冲容量的因素缓冲范围缓冲溶液具有缓冲能力的pH值范围称为缓冲溶液的缓冲范围。pH=pKa-1~pH=pKa+1缩写为:pH=pKa±1缓冲溶液的选择和配制选择适当的缓冲系共轭酸的pKa值约等于需控制的pH值缓冲溶液要有足够的总浓度c≈0.05~0.2mol·L-1例1、欲配制pH=9.0的缓冲溶液,应选用下列何种弱酸或弱碱和它们的共轭碱或共轭酸来配制。A.NH3·H2O(Kb=1×10-5)B.HAc(Ka=1.8×10-5)C.HCOOH(Ka=1×10-4)D.HNO2(Ka=6×10-1)例2、配制pH=5.10缓冲溶液100mL,需要0.10mol·L-1HAc和0.10mol·L-1NaAc的体积各多少?解:设需HAc溶液的体积为Va,NaAc溶液的体积为Vb,则Va=100-Vbbbaba-100lg4.75lgppHVVVVK0.35-100lgbbVVVb=69(mL),Va=3l(mL)HHbKHbHHbOKHbO,POKHHPOK(COKHCOHNa,PONaHHPONa(CONaHCO22424223424223,,溶解)红细胞:蛋白质蛋白质,溶解)血浆:血浆中以H2CO3-HCO-3缓冲系最为重要。40.720lg10.6](CO[]HCO[lgK23'溶解)appH