第四章缓冲溶液

溶液pH值加0.01mol加0.01mol

(1L)强酸后pH值强碱后pH值

NaCl(or纯水)72

12

HAc+NaAc4.754.66

4.84

第四章缓冲溶液第一节缓冲溶液及缓冲机制一、缓冲溶液及其作用机制定义：这种能抵抗外来少量强酸或强碱，而其pH值基本保持不变的溶液称为缓冲溶液。缓冲作用：缓冲溶液对少量强酸、强碱的抵抗作用。缓冲作用机理（两多一平衡）以HAc-NaAc缓冲溶液为例。

在HAc-NaAc缓冲溶液中存在大量的HAc和Ac-，且有如下平衡：

HAc+H2OAc-+H3O+

大量

大量+当向溶液中加入少量强酸时，溶液中大量存在的Ac-接受质子，平衡向左移动，消耗掉外来的H+，溶液中的H3O+浓度没有明显升高，溶液的pH值基本保持不变；

共轭碱Ac-起到抵抗少量强酸的作用，称为缓冲溶液的抗酸成分。H3O+

平衡移动方向抗酸成分当向溶液中加入少量强碱时，H3O+和OH-结合生成H2O，使H3O+的浓度减少，平衡向右移动，补充消耗掉的H3O+，因此溶液中的OH-浓度没有明显升高，溶液的pH值基本保持不变；共轭酸HAc起到抵抗少量强碱的作用，称为缓冲溶液的抗碱成分。

HAc+H2OAc-+H3O+

大量

大量+OH-=H2O平衡移动方向抗碱成分

总结：缓冲溶液之所以具有缓冲作用，是因为溶液中同时存在足量的共轭酸碱对，它们能抵抗外加的少量强酸或强碱，从而保持溶液的pH值基本不变。第二节缓冲溶液pH值的计算二、缓冲溶液的组成一般由足够浓度及适当比例的共轭酸碱对组成。缓冲溶液中的共轭酸碱对又称为缓冲系或缓冲对。一、缓冲溶液pH的近似计算公式

HA+H2O

H3O++A－

c0

ca0cbceq

ca

–x

x

cb+x

cb+x≈cbca-x≈ca缓冲比总结：缓冲溶液的pH主要取决于弱酸的pKa，其次是缓冲比。弱酸的解离常数Ka与温度有关，所以温度对缓冲溶液的pH有影响。在一定范围内加水稀释时，缓冲溶液的缓冲比不变，故pH也不变，即缓冲溶液有一定的抗稀释能力。第三节缓冲容量和缓冲范围一、缓冲容量通常用缓冲容量作为衡量缓冲能力大小的量度。

=dnb

/(V·dpH)=-dna

/(V·dpH)

缓冲容量（）：用单位体积缓冲溶液的pH值改变1个单位时，所需加一元强酸或一元强碱的物质的量表示；越大，缓冲能力越强。

的单位：mol/L或mmol/L。

1.缓冲溶液的总浓度对值的影响：缓冲比一定时，总浓度越大，值越大；

2.缓冲溶液的缓冲比对值的影响：总浓度相同时，当缓冲比愈接近1，缓冲容量愈大；

3.缓冲比=1时，缓冲容量最大，有

max=0.575c总

=2.303×ca×cb/(ca+cb)=2.303×r×c总/(1+r)2

c总=ca+cb缓冲比r=cb

/ca二、影响缓冲容量的因素三、缓冲范围当缓冲比愈远离1时，缓冲容量愈小；当缓冲比大于10：1或小于1：10时，可以认为缓冲溶液已基本失去缓冲作用。通常把缓冲溶液能发挥缓冲作用（缓冲比为0.1~10）的pH范围称为缓冲范围。缓冲溶液的缓冲范围为：pH=pKa

±1。第四节缓冲溶液的配制一、缓冲溶液的配制方法选择合适的缓冲对：缓冲溶液的pH值在所选缓冲对的缓冲范围内，并尽量接近弱酸的pKa值；所选择的缓冲对物质应稳定，不能与溶液中的反应物或生成物发生作用；配制的缓冲溶液应有一定的总浓度，一般在0.05~0.2mol/L之间；计算缓冲对所需的共轭酸、碱的量；配制及校正。二、标准缓冲溶液由单一化合物配制而成的标准缓冲溶液。1.化合物溶于水解离出大量两性离子，两性离子形成两个缓冲系；而且两个缓冲系的缓冲范围重叠，增强了缓冲能力。例如酒石酸氢钾等。2.溶液中化合物的组分就相当于一对缓冲对，因而具有缓冲能力。例如硼砂溶液。第五节血液中的缓冲系

碳酸－碳酸氢根缓冲系统的作用