实验一：缓冲溶液的配制实验

1、工程1:缓冲溶液的配制及pH测定一、实验目的1. 学会标准缓冲溶液的配制方法，并验证其性质。2. 练习吸量管的使用方法。二、实验原理缓冲原理：缓冲溶液具有抵抗外来少量酸、 碱或稀释的干扰，而保持其本身 pH根本不变的能力。缓冲溶液由共轭酸碱对组成，其中共轭酸是抗碱成分，共 轭碱是抗酸成分，缓冲溶液的 pH计算公：pH = pKa + lg-*pOH = pKLG配制一定pH的缓冲溶液的原那么：选择适宜的缓冲系，使缓冲系共轭酸的 pKa尽可能与所配缓冲溶液的 pH相等或接近，以保证缓冲系在总浓度一定时， 具有较大的缓冲能力；配制缓冲溶液要有适当的总浓度， 一般情况下，缓冲溶液 的总浓度宜选在之间

2、。缓冲溶液pH除了主要决定于pKa(pKb)外，还与盐和酸或碱的浓度比值 有关，假设配制缓冲溶液所用的盐和酸或碱的原始浓度相同均为 c,酸或 碱的体积为Va(Vb)，盐的体积为Vs，总体积为V，混合后酸或碱的浓度为V1 V丿，盐的浓度为1/，那么所以缓冲溶液pH可写为VVpH 二 pKjlg新或 pOH pKf配制缓冲溶液时，只需按照计算值量取 盐和酸或碱的体积，混合后即可得到一定pH的缓冲溶液。缓冲容量是衡量缓冲溶液的缓冲能力大小的尺度。为了获得最大的缓冲容 量，应控制或CJCJT ,盐和酸或碱的浓度大的，缓冲容量 亦大。三、仪器和药品仪器：烧杯，量筒，吸量管，试管等。试剂：pH=4 的 H

3、CI 溶液、pH=10 的 NaOH 溶液、的 HAc、NaAc、NaOH、HCI、 Na2HPO4、NaH2PO4溶液、精密pH试纸，广泛 pH试纸。四、实验步骤1. 缓冲溶液配制甲、乙、丙三种缓冲溶液的组成如下表。如配制三种缓冲溶液各10mL,计算所需各组分的体积，并填入表中。按照表1中用量，用10mL量筒或吸量管配制甲、乙、丙三种缓冲溶液于已 经编号的3支试管中，用广泛pH试纸测定所配制的缓冲溶液的pH，填入表中， 试比拟实验值与计算值是否相符。表1缓冲溶液理论配制与实验测定缓冲溶液pH各组分的体积/m】pH 实验值|甲4O.hnoLLHAc0.hnoLLlNaAc乙7OJmoLL lN

4、aH：PO40.1 mol.L 1Na2HPO丙100.1 moLL1NH3.H3O0.1moLL'NHClpH=pKa-I gna/nb4=4.75-lg0.1x/0.1(10-x)0.75=lgx/(10-x)5.62=x/10-x2. 缓冲溶液的性能1缓冲溶液对强酸强碱的缓冲能力在两只试管中各参加3mL蒸馏水，用广泛pH试纸测定其pH，然后分别参加 3滴和溶液，再用广泛pH试纸测定其pH。将实验1中配制的甲、乙、丙三种溶液依次各取 3mL，每种取两份，共取6份，分别参加3滴和溶液，用广泛pH试纸测定其pH并填入表2。蒸馏水蒸馏水+3滴蒸馏水+3滴|pH=pH=pH=表2缓冲溶液的

5、性质缓冲溶 掖甲乙丙PH加酸加碱加酸加酸加碱测定分别参加酸和碱后，同一缓冲溶液的 pH有无变化？与未加酸碱的缓冲 溶液的pH比拟有无变化，为什么？2缓冲溶液对稀释的缓冲能力按表3,在3支试管中，依次参加1mL pH=4的缓冲溶液、pH=4的HCI溶 液、pH=10的缓冲溶液、pH=10的NaOH溶液，然后在各试管中参加10mL蒸馏 水，混合后用精密pH试纸测量其pH，并解释实验现象。表3缓冲溶液的稀释试管号溶液稀释后的pH 1沟缓冲浴液7pIM的HC1溶腋3pH=10的缓冲溶液4pH=IU的NaOH溶液五、思考题1.缓冲溶液的pH由哪些因素决定的?2.现有以下几种酸及其对应的盐类，欲配制 pH

6、=2、pH=10、pH=12的缓冲溶液,应选择哪种缓冲剂较好？H3PO4、HAc、H2C2O4、H2CO3、HF3. 将溶液和溶液混合后，问所得溶液是否具有缓冲能力?4. 使用pH试纸检验溶液的pH，应注意哪些问题?拓展实验工缓冲容扯；(I)缓冲容扯与缓冲剂浓度的关系。取2支试管，用吸fit管在一支试管屮加0moLL 'HAc和O.lmoLL NaAt 涓液#4- 3mL另_只试管中加I molX'lHAc和1moLL?NaAc溶液各3mL摇 动便之混合均匀测两试管内iff液的PH值足否郴同？衣两试管中分别滴入2滴甲从红指示剂*溶液聊何色?然蒂在两试管屮分别満加2 nw】I?NH)H蒂瀝(毎加 菊均需允分混合)，亶到溶液的颜色变成黄色记录备管所加的滴数解释所得的结果.(2)缓冲容赧打缓冲组孑比值的关系取2支试管，用吸扯管在一支试管中加 入 OJ molt'1 Na:HPO4 和)moLL1 NaHsPO*各 5mL* 另一支试管中参加 9mL 0.1 moll/ Na:HPO4和0mol.L'1 NaH:PO4,川苗密pH试纸或pH