第一节 缓冲溶液及其缓冲作用环境技术网

1、第一节  缓冲溶液及其缓冲作用一、缓冲溶液的缓冲作用及组成示教：纯水+甲基橙+HCl(1滴)红色溶液pH变化大酚酞+NaOH(1滴)红色(Hac+NaAc)+甲基橙+HCl(若干滴)PH无明显变化酚酞+NaOH(若干滴)定义：能抵抗外加少量酸（或硷）而保持其本身pH基本不变的溶液叫缓冲溶液缓冲溶液示意图 缓冲溶液的抗酸、抗碱作用叫缓冲作用，组成缓冲溶液的物质叫缓冲体系。缓冲溶液由共轭酸和它的共轭硷组成。共轭酸   共轭碱如：HACNaACNH4ClNH3.H2ONaH2PO4Na2HPO4H2CO3NaHCO3为什么这样的体系能抵抗外加少量酸（或硷）而保持其pH基

2、本不变呢？二、缓冲机理（buffer mechamism）以HACNaAC为例：溶液中有下列反应    平衡时，溶液中有较多的HAC分子和AC-。当外加酸时，如HClH+Cl, H+与AC-结合成难电离的HAC分子，同时阻止HAC进一步电离，故不会使溶液中H+急剧增大，从而保持pH基本不变，故AC-为抗酸成分，医学上叫硷储备(Basic reservoir)。    如果外加少量硷,则由强碱电离出来的OH-就会与HAC电离出来的H+结合成H2O，这时H+似乎应大大减少，但就电离来说，H+下降，平衡会向着电离方向移动来补充H+，从而不会

3、使H+因加入碱而明显改变，即仍保持pH基本不变。故HAC成为抗碱成分，医学上叫酸储备(acidic reservoir)。*缓冲溶液靠抗酸成分（硷储备）共轭硷AC- 和抗碱成分（酸储备）共轭酸HAC。维持pH基本不变。第二节 缓冲溶液pH一、缓冲溶液pH计算公式Hender son-Hasselbalch公式*Henderson-Hasselbalch公式意义：(1)缓冲溶液pH主要决定于pKa，同时与共轭酸硷对浓度比有关,对于某一种缓冲液pKa一定，pH随共轭酸硷对浓度比(缓冲比)而变。外加少量酸(或硷)， 不会变化太大。取对数后是个更小的值,pH值基本不变(2)T一定，溶液pH不

4、因稀释而产生明显变化。缓冲溶液又具有一定的抗稀释作用。*用途：配制一定pH的溶液时，正确选择合适的缓冲对根据：a . pKa尽量接近于pHb. 尽量使缓冲比接近于1c. 浓度适当地大（0.10.5mol/L）第三节  缓冲容量（buffer capacity）    缓冲溶液的缓冲能力是有限的，而不是无限的。当其抗酸、抗碱成分用尽时，就无缓冲能力了。    缓冲溶液的缓冲能力用缓冲容量（）来恒量：    所谓缓冲容量：使单位体积（V）的缓冲溶液的PH值改变一个单位（pH=±1）所需加入

5、的强酸或强碱的物质的量（n） （3-4）例3-2  10ml pH为4.73的缓冲溶液中加入0.2 mol·L-1NaOH 0.15ml，pH变为4.78,求此缓冲溶液的。解：pH=4.78-4.73=0.05,      V=10ml,      n=0.15×0.2=0.03mol      * 大小的决定因素：缓冲溶液的总浓度C总，C总越大，就越大。C总一定时，缓冲比， =1时，最大。  &

6、#160;  当缓冲比> 或< 时，<0.01,此时基本上无缓冲能力了。所以，足够浓度的共轭酸、碱对组成的缓冲液，pH变化范围大致相当于pKa±1, 约2个pH单位范围，才能发挥满意的缓冲作用。即pH= pKa±1叫缓冲溶液的缓冲范围。第四节  缓冲溶液的配制配制一定pH的缓冲溶液，应按以下原则和步骤。1、选择合适的缓冲对：原则是所选缓冲对弱酸的pKa尽量接近于所需pH，并尽量在缓冲对的缓冲范围内（pH= pKa±1）。二是所选缓冲对不能与溶液中主物质发生作用。2、缓冲溶液的总浓度要适当，一般0.1-0.5 mol·

7、L-1之间3、计算所需缓冲对的量，为方便计算和配制，常用相同浓度的共轭酸、碱溶液，分别取不同体积混合即可4、校正，实际pH值与计算pH值常有出入，用pH计或精密pH纸校正。例3-3  欲配制pH=7.40 的缓冲溶液500ml，如何用0.50mol·L-1 NaH2PO4和固体NaOH配制（H3PO4的pKa2=7.21)解：NaH2PO4中加入NaOH后发生如下反应H2PO4-+NaOHHPO42-+H2O只要NaOH不过量溶液中就存在H2PO4-HPO42-同时CHPO42-=CNaOH lg 又 缓冲溶液中， =0.1 mol·L-1CHPO42-=0.1×1.55=0.155(mol·L-1)配制500ml溶液，应称取NaOH固体0.5×0.155×40