缓冲溶液的配制和性质

缓冲溶液的配制和性质

实验目的

1．掌握缓冲溶液的配制方法，加深对其性质的理解。 2．掌握刻度吸管、滴管的使用方法。

3．了解pH 计测定溶液pH 的原理，学会使用pH 计。 实验原理

缓冲溶液是由弱酸及其盐或弱碱及其盐组成。对于由弱酸及其盐组成的缓冲体系，其pH 值可用下式表示：

][]

[1p pH 酸盐g

K a +=

因此，缓冲溶液的pH 值除主要决定于p K a 外，还随盐和酸的浓度比而变。只要按不同的浓度比配制溶液，就可得到不同pH 的缓冲溶液。必须指出，由上述公式算得的pH 是近似值，精确的计算应用活度而不应用浓度。

缓冲溶液中具有抗酸及抗碱成分，所以加入少量酸或碱其pH 变化不大。当稀释缓冲溶液时，酸和盐的浓度比不变，故适当稀释对pH 影响不大。缓冲容量是衡量缓冲能力大小的尺度。它的大小与缓冲剂浓度、缓冲组分比值有关。缓冲剂浓度越大，缓冲容量越大；缓冲组分比值为1∶1时，缓冲容量最大。

pH 计测定溶液的pH 值是一种比较精确而又快速的方法(电位法)。pH 计的指示电极(常用玻璃电级)和参比电极(常用甘汞电极)与待测溶液组成一原电池：

玻璃电极∣待测溶液(pH x )‖甘汞电极

甘汞电极的电极电势稳定不变，而玻璃电极的电极电势与待测液的pH 有关，因此通过测定电池的电动势便可求得待测液的pH 。

E x = ϕ甘 -( ϕ玻︒ - 0.059pH x )

因ϕ玻︒不确定，故先用已知pH 的标准液代替待测液测定电池电动势以求算ϕ玻︒，这称为定位或校正。

E s = ϕ甘 -( ϕ玻︒ - 0.059pH s )

两式相减便可求得pH x 。

0.059由2.303F RT

换算所得，该数值随温度而变。在pH 计上可通过温度补偿器加以校准。

器材和药品 1．器材

pH 计、刻度吸管、50mL 烧杯、试管。 2．药品 HAc （0.1mol ·L -1）， NaAc （0.1mol ·L -1）， NH 3·H 2O （0.1mol ·L -1），pH=10的NaOH ，

NaOH （0.1mol ·L -1），NH 4Cl （0.1mol ·L -1），HCl （0.1mol ·L -1

），pH=5的HCl ，pH 广泛试纸，邻苯二甲酸氢钾(0.05mol ·L -1，pH=4.01)，硼酸 (0.01mol ·L -1，pH=9.18)。

实验方法

一、配制缓冲溶液

通过计算，把配制下列四种缓冲溶液所需各组分的体积填入下表(总体积为30mL)。 按表中用量分别配制四种缓冲溶液，然后分别用pH 试纸和pH 计测定它们的pH 值，

1．取两支试管，分别加5mL 甲缓冲液和pH=5的HCl溶液，然后在两支试管中各加入5滴0.1mol·L-1HCl，用pH试纸测定pH。

-1

三、缓冲容量

在剩余的甲、乙、丙、丁四种缓冲溶液中，加入5mL 0.1mol·L-1NaOH，用pH计测pH

思考题

1．缓冲溶液为什么具有缓冲能力？它的pH值由哪些因素决定？

2．现有H3PO4、HAc、H2C2O4、H2CO3、HF等几种酸及其盐(包括酸式盐)，欲配制pH=2、10、12的缓冲液，问各选用哪种作为缓冲剂较好？

3．NaHCO3溶液是否具有缓冲能力，为什么？

50种缓冲溶液的配制

1.乙醇－醋酸铵缓冲液(pH3.7)

取5mol/L醋酸溶液15.0ml，加乙醇60ml和水20ml,用10mol/L氢氧化铵溶液调节pH值至3.7，用水稀释至1000ml，即得。

2.三羟甲基氨基甲烷缓冲液(pH8.0)

取三羟甲基氨基甲烷12.14g,加水800ml,搅拌溶解，并稀释至1000ml,用6mol/L盐酸溶液调节pH值至8.0,即得。

3.三羟甲基氨基甲烷缓冲液(pH8.1)

取氯化钙0.294g,加0.2mol/L三羟甲基氨基甲烷溶液40ml使溶解，用1mol/L盐酸溶液调节pH值至8.1，加水稀释至100ml，即得。

4.三羟甲基氨基甲烷缓冲液(pH9.0)

取三羟甲基氨基甲烷6.06g,加盐酸赖氨酸3.65g、氯化钠5.8g、乙二胺四醋酸二钠0.37g，再加水溶解使成1000ml，调节pH值至9.0，即得。

5.乌洛托品缓冲液

取乌洛托品75g，加水溶解后，加浓氨溶液4.2ml，再用水稀释至250ml,即得。

6.巴比妥缓冲液(pH

7.4)

取巴比妥钠4.42g,加水使溶解并稀释至400ml，用2mol/L盐酸溶液调节pH值至7.4，滤过，即得。

7.巴比妥缓冲液(pH8.6)

取巴比妥5.52g与巴比妥钠30.9g,加水使溶解成2000ml，即得。

8.巴比妥－氯化钠缓冲液(pH7.8)

取巴比妥钠5.05g,加氯化钠3.7g及水适量使溶解,另取明胶0.5g加水适量，加热溶解后并入上述溶液中。然后用0.2mol/L盐酸溶液调节pH值至7.8，再用水稀释至500ml，即得。

9.甲酸钠缓冲液(pH3.3)

取2mol/L甲酸溶液25ml，加酚酞指示液1滴，用2mol/L氢氧化钠溶液中和，再加入2mol/L 甲酸溶液75ml,用水稀释至200ml,调节pH值至3.25～3.30,即得。

10.邻苯二甲酸盐缓冲液(pH5.6)

取邻苯二甲酸氢钾10g，加水900ml,搅拌使溶解，用氢氧化钠试液(必要时用稀盐酸)调节pH 值至5.6,加水稀释至1000ml，混匀，即得。

11.枸橼酸盐缓冲液

取枸橼酸4.2g,加1mol/L的20％乙醇制氢氧化钠溶液40ml使溶解,再用20％乙醇稀释至100ml，即得。

12.枸橼酸盐缓冲液(pH6.2) 取2.1％枸橼酸水溶液，用50％氢氧化钠溶液调节pH值至6.2，即得。

13.枸橼酸－磷酸氢二钠缓冲液(pH4.0)

甲液：取枸橼酸21g或无水枸橼酸19.2g,加水使溶解成1000ml，置冰箱内保存。乙液：取磷酸氢二钠71.63g，加水使溶解成1000ml。取上述甲液61.45ml与乙液38.55ml混合，摇匀，即得。

14.氨－氯化铵缓冲液(pH8.0)

取氯化铵1.07g，加水使溶解成100ml，再加稀氨溶液(1→30)调节pH值至8.0，即得。