第4章缓冲溶液剖析
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[B-]=c(NaB)+c’(HB)
n [共轭碱] CB V B [共轭酸] CHB nHB nHB V [HB]=c(HB)-c’(HB)
nB
缓冲公式又可表示为
pH pKa lg
n B n HB
(4-2)
[B ] [共轭碱] (4-1) pH pKa lg pKa lg [ HB] [共轭酸]
7.0 7.0 溴麝香草酚蓝 绿 绿 黄 蓝 绿 绿
2．定义：
把能够抵抗外来少量强酸、强碱或 稍加稀释而保持 pH 值基本不变的溶液称
为缓冲溶液。
把溶液能够抵抗外来少量强酸、强
碱或稀释而保持 pH 值基本不变的作用称
为缓冲作用。
3. 缓冲溶液的组成
经实验发现，不仅由NaH2PO4-Na2HPO4组成的溶液 具有缓冲作用，而且由HAc-NaAc、NH4Cl-NH3、 NaH2PO4-Na2HPO4等组成的溶液同样具有缓冲作用
总浓度： C总=CHB+C B-
二、影响pH值的因素
pKa ：缓冲溶液的pH值主要取决于缓冲系中 弱酸的Ka ， Ka与温度有关。 缓冲比：同一缓冲系的缓冲溶液， pKa一定， 其pH随着缓冲比的改变而改变。当缓冲比=1 时， pH= pKa 缓冲溶液加水稀释时，缓冲比不变，pH不变， 所以缓冲溶液具有抗稀释性。 例题1、2 、3
②加入NaOH后缓冲溶液的pH值： 加入NaOH后，溶液中Ac-的量增多，HAc的量减少，所以
[HAc] =(0.020-0.0050)/1.0=0.015(mol·L-1)
[NaAc]=(0.050+0.0050)/1.0=0.055(mol ·L-1)
代入式得
0.055 pH 4.75 lg 4.75 0.56 5.31 0.015
【例题1】 现有1L含0.020mol HAc 0.050mol NaAc的缓冲溶液，试问： （1）该溶液的pH值是多少？
（2）加入0.0050mol HCl或0.0050mol NaOH后，
溶液的pH值是多少？
（3）加入100ml水后，溶液的pH值是多少？
（已知HAc pKa=4.75）
解 ： （ 1 ） 缓 冲 溶 液 的 pH 值 ： 由 于 1L 溶 液 含
第四章 缓冲溶液
第一节 缓冲溶液及缓冲作用原理
第二节 缓冲溶液pH值的计算
第三节 缓冲容量和缓冲范围 第四节 缓冲溶液的配制 第五节 血液中的缓冲系
第一节 缓冲溶液及缓冲作用原理
一、缓冲溶液的缓冲作用及组成 1. 举例 溶液 pH 指示剂 颜色 加酸 加碱 H 2O 7.0 绿 黄 蓝 NaCl NaH2PO4- Na2HPO4
问：如使用相同浓度的弱酸及其共轭碱来配 制缓冲溶液，上式又可怎样表示？
pH pKa lg
C( B ) V( B ) C( HB ) V( HB )
pKa lg
V( B ) V( HB )
(4-3)
Biblioteka Baidu
缓冲比：缓冲公式中共轭碱与共轭酸浓度的比值。
[共轭碱] CB [共轭酸] CHB
0.020mol HAc 和 0.050mol NaAc ，所以缓冲
溶液中[HAc]和[NaAc]分别为
[HAc]=0.020mol·L-1
[NaAc]=0.050mol·L-1
0.050 代入缓冲公式得 pH 4.75 lg 0.020
=4.75 + 0.40 = 5.15
（2）①加入0.005molHCl后缓冲溶液的pH值： 加入HCl后，外加的H3O＋与溶液中的Ac-结合生成HAc， HAc的量增多，同时Ac-的量减少，所以
[ H 3 O ] Ka
[ HB] [B ]
(4-1)
[B ] [共轭碱] pH pKa lg pKa lg [ HB] [共轭酸]
上式称为亨德森-哈塞尔巴赫方程式 若缓冲溶液的总体积为V，共轭碱（B-）的物质 的量为nB-，共轭酸（HB）的物质的量为nHB ， 则
以HAc ～ NaAc缓冲溶液为例说明：
（足量）
主要由 NaAc解离 产生
HAc + H2O ⇌
H3O＋ + Ac-（足量）
（1）当加入少量强酸时，溶液中的Ac-就接受 H3O＋质子，平衡向着生成HAc分子的方向移动， Ac-是抗酸成分-共轭碱。 （2）当加入少量强碱时，溶液中的H3O＋与OH-结 合生成水，平衡向着HAc分子的解离方向移动， HAc是抗碱成分-共轭酸。
抗酸成分 1．组成
共轭碱(足量)
抗碱成分
共轭酸(足量)
2．缓冲对（系）： 把组成缓冲溶液的共轭酸碱对称为缓冲对（系）。
典型缓冲溶液的三种类型
1 弱酸及其共轭碱：
如： HAc－NaAc; H2CO3－NaHCO3;
C6H4(COOH)2－C6H4(COOH)COOK
2 弱碱及其共轭酸：
如： NH3－NH4Cl； CH3NH2－CH3NH3+Cl-
即缓冲溶液的pH值由原来的5.15升至5.31
[HAc]=（0.020+0.0050）/ 1.0 = 0.025（mol·L-1）
[NaAc]=（0.050-0.0050）/ 1.0 = 0.045（mol·L-1）
代入式得
0.045 pH 4.75 lg 4.75 0.26 5.01 0.025
缓冲溶液的pH值由原来的5.15降至5.01
缓冲溶液的缓冲作用
实质上是溶液中的共轭酸碱对，在
外来少量强酸或强碱的加入后，通过自身
的质子转移平衡的移动，来调节溶液的H3O
＋离子浓度，使其不发生显著的变化，从而
起到保持溶液pH值几乎不变的作用。
第二节 缓冲溶液的pH值
一、缓冲溶液pH值的计算公式 HB+H2O ⇌ H3O+ + BNaB → Na+ + B[ H 3 O ][ B ] Ka [ HB]
3 多元酸碱的共轭酸碱对：
如：NaHCO3－Na2CO3；NaH2PO4－Na2HPO4
常见的缓冲对（系）如下表
共轭酸（HB） HAc H3PO4 H2PO4HPO42H2CO3 HCO3Tris· HCl NH＋4 共轭碱（B） AcH2PO4HPO42PO43HCO3CO32Tris NH3
二、缓冲作用原理
n [共轭碱] CB V B [共轭酸] CHB nHB nHB V [HB]=c(HB)-c’(HB)
nB
缓冲公式又可表示为
pH pKa lg
n B n HB
(4-2)
[B ] [共轭碱] (4-1) pH pKa lg pKa lg [ HB] [共轭酸]
7.0 7.0 溴麝香草酚蓝 绿 绿 黄 蓝 绿 绿
2．定义：
把能够抵抗外来少量强酸、强碱或 稍加稀释而保持 pH 值基本不变的溶液称
为缓冲溶液。
把溶液能够抵抗外来少量强酸、强
碱或稀释而保持 pH 值基本不变的作用称
为缓冲作用。
3. 缓冲溶液的组成
经实验发现，不仅由NaH2PO4-Na2HPO4组成的溶液 具有缓冲作用，而且由HAc-NaAc、NH4Cl-NH3、 NaH2PO4-Na2HPO4等组成的溶液同样具有缓冲作用
总浓度： C总=CHB+C B-
二、影响pH值的因素
pKa ：缓冲溶液的pH值主要取决于缓冲系中 弱酸的Ka ， Ka与温度有关。 缓冲比：同一缓冲系的缓冲溶液， pKa一定， 其pH随着缓冲比的改变而改变。当缓冲比=1 时， pH= pKa 缓冲溶液加水稀释时，缓冲比不变，pH不变， 所以缓冲溶液具有抗稀释性。 例题1、2 、3
②加入NaOH后缓冲溶液的pH值： 加入NaOH后，溶液中Ac-的量增多，HAc的量减少，所以
[HAc] =(0.020-0.0050)/1.0=0.015(mol·L-1)
[NaAc]=(0.050+0.0050)/1.0=0.055(mol ·L-1)
代入式得
0.055 pH 4.75 lg 4.75 0.56 5.31 0.015
【例题1】 现有1L含0.020mol HAc 0.050mol NaAc的缓冲溶液，试问： （1）该溶液的pH值是多少？
（2）加入0.0050mol HCl或0.0050mol NaOH后，
溶液的pH值是多少？
（3）加入100ml水后，溶液的pH值是多少？
（已知HAc pKa=4.75）
解 ： （ 1 ） 缓 冲 溶 液 的 pH 值 ： 由 于 1L 溶 液 含
第四章 缓冲溶液
第一节 缓冲溶液及缓冲作用原理
第二节 缓冲溶液pH值的计算
第三节 缓冲容量和缓冲范围 第四节 缓冲溶液的配制 第五节 血液中的缓冲系
第一节 缓冲溶液及缓冲作用原理
一、缓冲溶液的缓冲作用及组成 1. 举例 溶液 pH 指示剂 颜色 加酸 加碱 H 2O 7.0 绿 黄 蓝 NaCl NaH2PO4- Na2HPO4
问：如使用相同浓度的弱酸及其共轭碱来配 制缓冲溶液，上式又可怎样表示？
pH pKa lg
C( B ) V( B ) C( HB ) V( HB )
pKa lg
V( B ) V( HB )
(4-3)
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缓冲比：缓冲公式中共轭碱与共轭酸浓度的比值。
[共轭碱] CB [共轭酸] CHB
0.020mol HAc 和 0.050mol NaAc ，所以缓冲
溶液中[HAc]和[NaAc]分别为
[HAc]=0.020mol·L-1
[NaAc]=0.050mol·L-1
0.050 代入缓冲公式得 pH 4.75 lg 0.020
=4.75 + 0.40 = 5.15
（2）①加入0.005molHCl后缓冲溶液的pH值： 加入HCl后，外加的H3O＋与溶液中的Ac-结合生成HAc， HAc的量增多，同时Ac-的量减少，所以
[ H 3 O ] Ka
[ HB] [B ]
(4-1)
[B ] [共轭碱] pH pKa lg pKa lg [ HB] [共轭酸]
上式称为亨德森-哈塞尔巴赫方程式 若缓冲溶液的总体积为V，共轭碱（B-）的物质 的量为nB-，共轭酸（HB）的物质的量为nHB ， 则
以HAc ～ NaAc缓冲溶液为例说明：
（足量）
主要由 NaAc解离 产生
HAc + H2O ⇌
H3O＋ + Ac-（足量）
（1）当加入少量强酸时，溶液中的Ac-就接受 H3O＋质子，平衡向着生成HAc分子的方向移动， Ac-是抗酸成分-共轭碱。 （2）当加入少量强碱时，溶液中的H3O＋与OH-结 合生成水，平衡向着HAc分子的解离方向移动， HAc是抗碱成分-共轭酸。
抗酸成分 1．组成
共轭碱(足量)
抗碱成分
共轭酸(足量)
2．缓冲对（系）： 把组成缓冲溶液的共轭酸碱对称为缓冲对（系）。
典型缓冲溶液的三种类型
1 弱酸及其共轭碱：
如： HAc－NaAc; H2CO3－NaHCO3;
C6H4(COOH)2－C6H4(COOH)COOK
2 弱碱及其共轭酸：
如： NH3－NH4Cl； CH3NH2－CH3NH3+Cl-
即缓冲溶液的pH值由原来的5.15升至5.31
[HAc]=（0.020+0.0050）/ 1.0 = 0.025（mol·L-1）
[NaAc]=（0.050-0.0050）/ 1.0 = 0.045（mol·L-1）
代入式得
0.045 pH 4.75 lg 4.75 0.26 5.01 0.025
缓冲溶液的pH值由原来的5.15降至5.01
缓冲溶液的缓冲作用
实质上是溶液中的共轭酸碱对，在
外来少量强酸或强碱的加入后，通过自身
的质子转移平衡的移动，来调节溶液的H3O
＋离子浓度，使其不发生显著的变化，从而
起到保持溶液pH值几乎不变的作用。
第二节 缓冲溶液的pH值
一、缓冲溶液pH值的计算公式 HB+H2O ⇌ H3O+ + BNaB → Na+ + B[ H 3 O ][ B ] Ka [ HB]
3 多元酸碱的共轭酸碱对：
如：NaHCO3－Na2CO3；NaH2PO4－Na2HPO4
常见的缓冲对（系）如下表
共轭酸（HB） HAc H3PO4 H2PO4HPO42H2CO3 HCO3Tris· HCl NH＋4 共轭碱（B） AcH2PO4HPO42PO43HCO3CO32Tris NH3
二、缓冲作用原理