缓冲溶液的配制与性质

1、实验一缓冲溶液的配制和性质、溶液 pH值测定【实验目的】1 .学习缓冲溶液及常用等渗磷酸盐缓冲溶液的配制方法。2 .加深对缓冲溶液性质的理解。3 .强化吸量管的使用方法。4 .学习使用pHS-2次酸度计。5 .培养环境保护意识。【预习作业】1 . 一般性溶液与缓冲溶液有什么不同2 .缓冲溶液的性质有哪些3 .如何衡量缓冲溶液的缓冲能力大小缓冲溶液的缓冲能力与什么因素有关4 .实验是如何设计以验证缓冲溶液所具有的性质及缓冲容量的影响因素的，设计时有哪些注意事项5 .该如何检测缓冲溶液的pH值是否发生改变是否均需要用 pH计6 .本实验属定量测定还是定性测定或半定量测定【实验原理】普通溶液不具备抗

2、酸、抗碱、抗稀释作用。缓冲溶液通常是由足够浓度的弱酸及其共轲碱、弱碱及其共轲酸或多元酸的酸式盐及其次级盐组成的，具有抵抗外加的少量强酸或强碱、或适当稀释而保持溶液 pH直基本不变的作用。本实验通过将普通溶液和配制成的缓冲溶液对加入酸、碱或适当稀释前后pHB值的变化来探讨缓冲溶液的性质。根据缓冲溶液中共轲酸碱对所存在的质子转移平衡：HE? B +H3C+缓冲溶液pH值的计算公式为:u 1X , B 1X .共轲碱,冬汕|pHpKa Ig 一-pKa 1g 'pKa 1g 缓冲比HB共轲酸式中pKa为共轲酸解离常数的负对数。此式表明：缓冲溶液的pH直主要取决于弱酸的pKa值，其次决定于其缓

3、冲比。需注意的是，由上述公式算得的pH直是近似的，准确的计算应该用活度而不应该用浓度。要配制准确pH直的缓冲溶液，可参考有关手册和参考书上的配方，它们的pH直是由精确的实验方法确定的。缓冲容量（3）是衡量缓冲能力大小的尺度。缓冲容量（3 ）的大小与缓冲溶液总浓度、缓冲组分的比值有关。HBXB B 0 =2.303 X - =2.303 X 1：，HB +B 1+缓冲比缓冲溶液总浓度越大则 B越大；缓冲比越趋向于1,则B越大，当缓冲比为1时，B达极 大值。实验室中最简单的测定缓冲容量的方法是利用酸碱指示剂变色来进行判断的。例如：本实验就使用了甲基红指示剂。表2-3-1甲基红指示剂变色范围pH直&

4、lt; >颜色红色橙色医学上常用PBS（等渗磷酸盐缓冲盐水）作为体外细胞缓冲培养液。PB曜与人体血浆渗透 压（280320mOsmoI L -1）等渗，并与人体血液pH®一致的含有 NaCl、KC1、NaHPQ KHPQ 等物质的磷酸盐缓冲液。根据不同用途，PBST不同的配制方法，如用于细胞培养的pbs配方 为：8g NaCl, KCl , KH2PO, NazHPO,加水至 800ml,用 HCl调pM,补水至 1L,消毒灭菌 既得。其在水溶液中的质子转移平衡如下：H2PO +H2C? H 2PO2 + HO+Ka2由上式可知该缓冲液pH的计算公式为PHpKa lg%1共一酸

5、pKa22-,HPO2 igKH2PO4该公式计算出来的数值由于未考虑溶液的活度，所以所得的数值仍为近似值。【仪器与试剂】仪器：吸量管（5mLX 5, 10mLX 5）,比色管 （20 mix 4）,量筒（10mL）,烧杯（50mLX6）, 试管（10mLX 6, 20mLX 6）,滴管，玻棒，洗瓶，pHS-2加酸度计等试 齐I ：- L-1 HAc , L-1HAc , L-1 NaAc , L-1NaAc, L-1 KHPQ, L -1 NaHPO, L -1 NaCI, L -1KCl, - L -1 NaOH - L -1HCl, - L -1 HCl,蒸 储水，甲基红指示剂，广泛 p

6、H式纸，自带试样两份【实验步骤】（方法1）一、缓冲溶液的配制按照表2-3-2中用量，用吸量管配制甲、 乙、丙及细胞培养用PBSg冲溶液于已标号的四 支10mL, 20mL：匕色管中，备用。二、缓冲溶液的性质1 .缓冲溶液的抗酸、抗碱、抗稀释作用取7支试管，按表2-3-3分别加入下列溶液，用广泛 pH式纸测pH直。然后，分别在各试管 中滴加2滴1mol L -1HCl溶液或2滴1mol L -1NaOlB液，再测pH直。记录实验数据：解释所得 结果。2 .缓冲容量与缓冲溶液总浓度（c）及缓冲比但上的关系HB取6支试管，按表2-3-4分别加入下列溶液，测 pH直。然后，在14号试管中各加2滴1mo

7、l L -1HCl溶液或2滴1mol - L -1NaOH再测pH直。56号试管中分另U滴入2滴甲基红指示剂，1溶液呈红色。然后一边振摇一边逐滴加入 LNaO皤液，直至溶液的颜色刚好变成黄色。记录所加的滴数。记录实验结果，解释所得结果。三、PB骼液及自带试样溶液pH直的测定先用pH式纸测量PB骼液及自带试样溶液的pH直。然后用pHS-2Cl酸度计分别测定它们 的pH值，比较一下所测的pHB值是否与你预想的一致。【数据记录与结果分析】日期：温度：相对湿度表2-3-2 缓冲溶液的配制编号试剂浓度/mol L 1 用量/mL 总体积/mLHAc甲NaAcHAc乙NaAcHAc丙NaAcKHPQ细胞培

8、养用N&HPOPBSNaClKCl表2-3-3缓冲溶液的抗酸、抗碱、抗稀释作用实验编号1234567缓冲溶液（甲）/mL/H2O /mL/NaCl /mL/pH(1)-1、.- L HCl / 滴2/2/2/- L-1 NaOH /滴/2/2/2/pH(2)1 / pHI结论:表2-3-4缓冲容量§与缓冲比（1B-1）及缓冲溶液总浓度（c）间的关系HB实验项目3与c关系-3与回关系HB实验编号123456缓冲溶液（甲）/mL/缓冲溶液（乙）/mL/缓冲溶液（丙）/mL/pH(1)甲基红指示剂/滴/22溶液颜色/- L-1 HCl / 滴22/至溶液至溶液刚好变刚好变- L-1

9、 NaOH /滴22成更色 成更色滴滴pH（2）I 力 pH I结论：表2-3-5 PBS溶液及自带试样溶液pH直的测定实验项目PB骼液自带试样1自带试样2pH式纸pHS-2CI 力 pHI结论：备注：本实验方法配制的细胞培养用PBsm夜，已与人体血浆渗透压等渗，若PBsmpH 不等于，可直接用 l/HCl调节至。【实验步骤】（方法2）一、一般溶液的抗酸、抗碱、抗稀释作用取10支试管，按照表2-3-6中用量，分别加入各种试剂，测pH直。然后，在各试管中分别滴加2滴1mol L -1HCl溶液或1mol - L -1NaOHg液，再测pH直。最后，在各t矛！中在加入 5ml 蒸储水，再测pH直。

10、记录实验数据，解释普通溶液是否具有抗酸、抗碱、抗稀释作用。二、缓冲溶液的配制及性质取8支试管，按照表2-3-7中用量，分别加入各种试剂，测 pH直。然后，在各试管中分别 滴加2滴1mol L -1HCl溶液或1mol - L -1NaO解液或蒸储水，再测pH直。记录实验结果，解释缓 冲溶液的抗酸、抗碱、抗稀释作用及缓冲容量的影响因素。三、PB骼液的配制及自带试样溶液 pH值的测定取50ml烧杯3个，其中一个按照表2-3-8中用量配制PB箭液，然后用pH式纸测量PB粉液 及自带试样溶液的pH直。再用pHS-2Cl酸度计分别测定它们的 pH直，比较一下所测的pHm直 是否与你预想的一致。【数据记录

11、与结果分析】日期：温度：相对湿度表2-3-6 普通溶液否具有抗酸、抗碱、抗稀释作用编号12345678910-1- L NaAc /ml-1- L HAc /ml-1- L NaAc/ml-1- L HAc/ml-1_- L NaCl/mlpH(1)- L-1HCl / 滴- L-1NaOH /滴pH(2)I pH I =I pH(2) pH(1) 1H2O (ml) pH(3)1 pH 1 =1 pH(3) pH(2) 12222222222结论：表2-3-7缓冲溶液的配制及性质编R12345678-1- L NaAc /ml-1- L HAc /ml-1- L NaAc /ml-1- L

12、HAc /ml缓冲溶液总浓度缓冲比pH值甲基红/滴- L-1HCl / 滴- L-1NaOH /滴22222至溶液刚好变成更色2至溶液刚好变成黄色滴滴H2O (ml)pH值I 力 pH I结论：表2-3-8 细胞培养用PB强冲溶液的配制及自带试样溶液pH直的测定试齐用量/mL 总体积/mLpH直（试纸）pH直（仪器）-1mol - L KH2PQmol - L 1Na2HPOmol - L 1NaClmol - L 1KCl自带试样溶液1自带试样溶液2结论：【思考题】1 .缓冲溶液的pH值由哪些因素决定2 .为什么缓冲溶液具有缓冲能力3 . pH式纸与pHS-2Cl酸度计测定溶液的pH直的准确

13、度如何4 .为何每测定完一种溶液，复合电极需用蒸储水洗净并吸干后才能测定另一种溶液5 . 本实验是如何设计以验证这些性质的6 .本实验属定量测定还是定性测定或半定量测定7 . 如果只有HA丽NaOH , HCl和NHThbO, KHPQ和NaOH能够进行上述实验吗你将怎样进行实验设计0.004mohL-1KMnO 4溶液标定(MnO 4-+5C2O42-+8HMn2+10CO 2+4H 2O )准确称量0.1300-0.1400g/ 25mL滴定管消耗滴定液一级标准物质 Na2c2O4 ( 5/2*20mL*0.004molL -1*100mL 容量瓶/20mL待测液* MNa2c20.配成1

14、00.00mLNa2c2O4标准溶液准确移取20.00mLNa2c2O4标准溶液250mL锥形瓶，、一一 一 .-1 力口入3.0 mol1H2SO4溶液 5mL从滴定管加入10mL待标定KMnO 4溶攸稀H2SO4不具氧化还原性!介质稀HNO3M氧化性选H2SO41稀HCl盟原性浓度朦产2O4CO2+gI1 5m L KMnO 4_MnO2 或 K?MnO4 I（通过预反应获取催化剂Mn2+,提高反应速率） /反应极慢，加势提高反应速率，避免高温分解产生副反应低温加热KMnO 4 >90j O2 + K2MnO 4H2c2O4 >90 »CO2 + H2O锥形瓶内溶液

15、红色褪去（获取彳S化剂Mn2+）过量KMnO 4作指示剂（KMnO 4自身紫红色）从滴定管继续滴入待标定KMnO 4溶液粉红色溶液维系302变色为终点（KMnO 4溶液与空气中还原性物质作用颜色褪去） i计算出准确KMnO 4溶液浓度（标准溶液）测定市售双氧水中 H2O2含量（2MnO 4-+5H2O2+6H+- 2Mn2+8H2O+5O2）准确移取20.00mL市售双氧水配制的待测H2O2溶液加入 3.0mL3 molL-1H2SO4 溶液从滴定管3®入标准KMnO 4溶液（此步不能加热，力口热H2O2分解）粉红色溶液维系302变色为终点（KMnO 4溶液与空气中还原性物质作用颜色褪去）计算出准确H2O2溶液浓度实验一仪器的认领、洗涤及干燥实验三溶液的配制容量仪器与量器的分类；它们的洗涤及干燥要求各有何共同点及不同点共 有几种洗涤方式，各用于哪些方面答提示：常规洗涤、化学洗涤、物理洗涤（如超声波）针对溶质不同的存在状态，溶液配制分别有哪些方法注意事项是什么答提示：考虑气相、液相、固相针对溶质的物理和化学性质，