基础化学课后答案chapter4_answer-20131010

Chapter 4 Buffer solutions
习题
3、(1)、(2)、(4)、(5)
4、吡啶过量，混合后体系为弱碱吡啶和弱酸吡啶盐酸盐的混合物，是缓冲
溶液。

吡啶的pK b 为8.77，则吡啶盐酸盐的pK a 为14.00-8.77=5.23。

535101
0302356555....lg .]
[][lg
=-+=+=+N H C N H C pK pH a
5、112323377.02501060.10)(][---
-⋅=⋅=
≈L m ol m L
m ol g g
CO c CO 1133476.02500.840.10)(][---
-⋅=⋅=≈L m ol m L
m ol g g HCO c HCO
此缓冲溶液的pH 为：
233[]0.377
lg 10.33lg 10.23[]0.476
a CO pH pK HCO --
=+=+= 6、设溶液中甲酸的物质的量浓度为x mol ⋅L -1，则甲酸钠的物质的量浓度为
(0.400-x ) mol ⋅L -1，由题意得：
x
x
-+=4000753903.lg
.. 解得，甲酸浓度为x = 0.166 mol ⋅L -1；甲酸钠浓度为)(....12340166040004000-⋅=-=-L mol x 。

7、加入的NaOH 物质的量浓度为：
11
0500.01000.40200--⋅=⋅L m ol m L
m ol g m g ，
设原缓冲溶液中[HB] = x mol ⋅L -1，则[B -] = (0.25 – x) mol ⋅L -1；加入NaOH 后，[HB] = (x –0.0500) mol ⋅L -1，则[B -] = (0.30 – x ) mol ⋅L -1，则有：
0500
.030.0lg
30.560.5--+=x x
，解得，)(133.01-⋅=L mol x
原缓冲溶液的pH 值为：24.5133
.0133
.025.0lg 30.525.0lg
30.5=-+=-+=x x pH 8、Aspirin 的总的物质的量为: 能从胃中吸收的Aspirin 是游离酸的形式，设其物质的量为 x ，则有： 病人服用解酸药后，胃溶物的pH 为2.95，则有： ∴ x = 0.0028 mol
病人可以从胃中立即吸收的Aspirin 为: 0.0028 mol ⨯ 180.2 g·mol -1 = 0.50 g 9、混合后1025.01
31
10.0][--⋅=+⨯=
L mol Ac ，
1050.01
3)
13(10.0][-⋅=+-⨯=
L mol HAc
缓冲溶液的pH 值为：45.4050
.0025
.0lg 75.4][][lg
=+=+=-HAc Ac pK pH a
缓冲容量为：
1
1
111038.0050.0025.0050.0025.0303.2][][]][[303.2-------⋅=⋅+⋅⋅⨯⋅⨯=+⨯=L mol L
mol L mol L mol L mol HAc Ac HAc Ac β 10、mol mol
g g
Bar H n 10001844181
2..)(=⋅=
- mol mL L mol NaOH n 025*********...)(=⨯⋅=-
1207501000025001000-⋅=-=L mol mL mol
Bar H ...][
100250100002500--⋅==
L mol mL
mol
HBar ..][
mol
mol g g
n n AspH Asp 0036021806501
...=⋅=
+--
x
x
mol n n pK pH AspH
Asp a -+=+=-00360483.lg
.lg
x
x
mol -+=00360483952.lg ..
956075
00250
043721...lg .][][lg =+=+=-Bar H HBar pK pH a
1
1
111220430075002500750025030323032-------⋅=⋅+⋅⋅⨯⋅⨯=+⨯=L
mol L mol L mol L mol L mol HBar Bar H HBar Bar H ......][][]][[.β11、参见教材习题答案（p301）。

12、 (1) NaOH 为强碱，因此需加入HCl 溶液50 mL 。

(2) 设需加入HCl 溶液 x mL, 则有：
x
x
-+=50lg
25.900.7，解得，mL x 7.49= (3) 设需加入HCl 溶液 x mL, 则有：
x
x
-+=50lg
21.700.7, 解得，mL x 31= 溶液（3）有较好的缓冲能力，溶液（2）有极弱的缓冲能力，溶液（1）
没有缓冲能力。

13、需要NH 4Cl 的量为：
g mol g mol mol g L L mol 69.65.53125.05.531125.0111=⋅⨯=⋅⨯⨯⋅---
设需要NaOH 的物质的量为 x mol ，则有：
x
x
-+=125.0lg
25.900.9，解得，mol x 045.0=
则需要1.00 mol ⋅L -1 NaOH 溶液的体积为：
mL L mol mol
4500.1045.01
=⋅-
14、设需要H 3PO 4溶液 x mL ，则NaOH 溶液的体积为 (100-x ) mL 。

缓冲溶液的pH 为7.40，因此缓冲体系为H 2PO 4--HPO 42-。

加入的NaOH 首
先全部把H 3PO 4转化为H 2PO 4-，然后把部分H 2PO 4-转化为HPO 42-形成缓冲体系。

根据此计量关系，溶液中缓冲体系的浓度为：
14124
100.2)2100(100020.0)100(][----
⋅⨯⨯-=⋅⨯--=L mol x mL
L mol mL x x HPO
141
42100.2)1003(100020.0)]2100([][----
⋅⨯⨯-=⋅⨯--=L mol x mL
L mol mL x x PO H
由]
[][lg 4224-
-
+=PO H HPO pK pH a 得，
44
10
0.2)1003(100.2)2100(lg 21.740.7--⨯⨯-⨯⨯-+=x x ，解得，mL x 3.38=
需要H 3PO 4和NaOH 溶液各38.3 mL 和61.7 mL 。

15、⑴设加入的HCl 的物质的量为 x mol ，则有： x
x
+⨯-⨯+=100.00500.0100.00500.0lg
85.740.7，解得，mol x 0024.0=
需要HCl 溶液的体积为：
mL L mol mol
480500.00024.01
=⋅-
⑵ 溶液中存在Tris Tris HCl -⋅，1()()0.050c Tris c Tris HCl mol L -=⋅=⋅
等渗溶液c os = 280 ~ 320 mmol · L -1，设加入的NaCl 的物质的量为 x mol ：
11
()()()()280()()()280n n Tris n Tris HCl in NaCl mmol L V c Tris c Tris HCl ic NaCl mmol L --=+⋅+=⋅⨯+⋅+=⋅总
1
11
()0.090()()0.0900.14858.50.78c NaCl mol L m NaCl c NaCl V Mr mol L L g mol g
---⇒=⋅=⋅=⋅⨯⨯⋅=
16、35736720
19002410623...%
.lg .][][lg
'>=⨯+=+=-
CO HCO pK pH a 不会引起酸中毒。

Exercises
5. The total moles of buffer component is:
mol mL L mol n 0075.0500150.01=⨯⋅=-
Assume the needed amount-of-substance of concentrated acetic acid is x mol,
therefore,
x
x
-+=0750.0lg
76.400.5, solve the equation, you get mol x 0274.0= The mass of sodium acetate is:
g mol g mol 48.61.136)0274.00750.0(1=⋅⨯--
The volume of concentrated acetic acid is:
mL L
mol mol
57.145.170274.01
=⋅- 6. According to Henderson-Hassenbalch equation ]
[][lg
'-
-
+=42242PO H HPO pK pH a
]
[][lg
..-
-
+=4224806407PO H HPO , solve the equation, you get
2502442.]
[][=-
-
HPO PO H。