大学二年级分析化学-第5章酸碱滴定法2
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和高碱度（pH>12）时的缓冲溶液。
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5.5.2 缓冲缓冲溶液 pH 值的计算
弱酸 HB 及其共轭碱 NaB 组成的缓冲溶液，设它们的 浓度分别为 cHB、cB- ， 计算 该缓冲溶液的 pH 值。
物料平衡式： [Na ] cB , [HB] [B- ] cHB cB (1)
时，式(4)进一步化简为最简公式：
[H ]
Ka
cHB
c B
pH
pKa
lg
cB cHB
(7)
由
上
式
可
知
：当
c B
cHB
时 ，pH
pKa 。
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缓冲溶液 pH 值的计算例 1
计算 0.10 mol·L-1 NH4Cl - 0.20 mol·L-1 NH3 缓冲溶 液的 pH 值，已知 Kb(NH3) = 1.8×10-5。
5.5.1 缓冲作用与缓冲溶液
缓冲溶液：是一类对溶液的酸度有稳定作用的溶液。
缓冲作用: 向溶液中加入少量的酸或碱，或者将溶液稍 加稀释，溶液的酸度都能基本保持不变，这种作用称 为缓冲作用。 缓冲溶液的组成：一般是由浓度较大的弱酸及其共轭 碱所组成。 ➢ 如 HAc-Ac-、NH4+-NH3； ➢ 高浓度的强酸或强碱溶液，只适合做高酸度（pH<2）
5~ 9 节作业
P164 P165
第 12, 15, 17, 19 题 第 24, 28 题
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5.5 酸碱缓冲溶液（Buffer）
5.5.1 缓冲作用与缓冲溶液 5.5.2 缓冲溶液 pH 值的计算
5.5.3 缓冲容量
5.5.4 几种重要的缓冲溶液
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[H ]
Ka
[HB] [B- ]
Ka
cHB cB
[H ] [OH- ] [H ] [OH- ]
(4)
精确公式比较复杂，在实际工作中，缓冲剂本身的浓度 往往较大，多数情况下，缓冲溶液酸度的计算采用近似 方法。分以下三种情况对 (4)式进行讨论。
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5.5.2 缓冲缓冲溶液 pH 值的计算
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5.5.3 缓冲容量
缓冲容量：衡量缓冲溶液缓冲能力大小的尺度。
缓冲容量b 的数学表达式： β db da dpH dpH
缓冲容量的大小表明溶液抵抗外加酸碱影响的能力。
计算 b 的近似式为：
β
2.30
c Ka[H ] ([H ] K a )2
式中 c 为缓冲剂 HB 与 B 的总浓度。b 越大，缓冲容
Ka
cHB
c B
[OH- ] [OH- ]
近似公式 (6)
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5.5.2 缓冲缓冲溶液 pH 值的计算
[H ]
Ka
[HB] [B- ]
Ka
cHB [H ] [OH - ] cB [H ] [OH - ]
(4)
3. 当 cHB [O H ] [H ] 和 cB [H ][OH ]
酸钠缓冲溶液的 pH 值，已知二氯乙酸的 pKa=1.26。
解： 先按最简式(7)计算
pH
pKa
lg cB cHB
1.26 lg 0.120 0.0800
1.44
[H ] 101.44mol L1 0.036 mol L1
[H
]
Ka
cHB cB
[H ] [H ]
[H+] = 0.036 mol·L-1，与共轭酸碱对的浓度比较可知，
0.036 与 0.022 的相对误差有 64%。
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缓冲溶液 pH 值的计算例 3
计算 0.30 mol·L-1 吡啶和 0.10 mol·L-1 HCl 等体积混合 组成的缓冲溶液的 pH 值，已知吡啶的 Kb=1.7ⅹ10-9。
解：先确定共轭酸碱对的浓度
+ H+=
第 5 章 酸碱滴定法
5.1 溶液中的酸碱反应与平衡 5.2 酸碱组分的平衡浓度与分布分数 5.3 溶液中 pH 值的计算 5.4 对数图解法 5.5 酸碱缓冲溶液 5.6 酸碱指示剂 5.7 酸碱滴定原理 5.8 终点误差 5.9 酸碱滴定法的应用
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1
作业 （二）
电荷平衡式： [Na ] [H ] [B ] [O H ]
[B- ] cB [H ][OH- ]
(2)
将(2)式代入(1)得
[HB] cH B [H ] [OH - ]
(3)
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5.5.2 缓冲缓冲溶液 pH 值的计算
根据解离平衡可得计算缓冲溶液的 pH 值的精确公式：
不能应用最简式，要采用(5)式计算。
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缓冲溶液 pH 值的计算例 2
[H
]
Ka
cHB cB
[H ] [H ]
101.26
0.080 [H ] 0.12 [H ]
整理得 [H ]2 0.175[H ] 0.0044 0 解一元二次方程，得
[H ] 101.65 mol L-1 0.022 mol L-1 pH 1.65
ca 0.10 mol L1 / 2 0.050 mol L1 N
N H+
cb (0.30 0.10) mol L1 / 2 0.10 mol L1
Ka K W / Kb 5.9 106
pH
pKa
lg cB cHB
5.23 lg 0.10 0.050
5.53
重点：共轭酸碱对浓度的计算
解： Ka K W / Kb 5.6 1010
按最简式(7)计算
pH pKa
lg cB cHB
9.26 lg 0.20 0.10
9.56
注意：
（1）Ka 的正确选择； （2）共轭酸碱对的相应浓度
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缓冲溶液 pH 值的计算例 2
计算 0.0800 mol·L-1 二氯乙酸 - 0.120 mol·L-1 二氯乙
[H ]
Ka
[HB] [B- ]
Ka
cHB [H ] [OH - ] cB [H ] [OH - ]
(4)
1. 当溶液 pH<6 时，忽略式(4)中的 [OH-]：
[H ]
Ka
ຫໍສະໝຸດ Baidu
cHB cB
[H ] [H ]
近似公式 (5)
2. 当溶液 pH>8 时，忽略式(4)中的 [H+]：
[H
]
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5.5.2 缓冲缓冲溶液 pH 值的计算
弱酸 HB 及其共轭碱 NaB 组成的缓冲溶液，设它们的 浓度分别为 cHB、cB- ， 计算 该缓冲溶液的 pH 值。
物料平衡式： [Na ] cB , [HB] [B- ] cHB cB (1)
时，式(4)进一步化简为最简公式：
[H ]
Ka
cHB
c B
pH
pKa
lg
cB cHB
(7)
由
上
式
可
知
：当
c B
cHB
时 ，pH
pKa 。
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缓冲溶液 pH 值的计算例 1
计算 0.10 mol·L-1 NH4Cl - 0.20 mol·L-1 NH3 缓冲溶 液的 pH 值，已知 Kb(NH3) = 1.8×10-5。
5.5.1 缓冲作用与缓冲溶液
缓冲溶液：是一类对溶液的酸度有稳定作用的溶液。
缓冲作用: 向溶液中加入少量的酸或碱，或者将溶液稍 加稀释，溶液的酸度都能基本保持不变，这种作用称 为缓冲作用。 缓冲溶液的组成：一般是由浓度较大的弱酸及其共轭 碱所组成。 ➢ 如 HAc-Ac-、NH4+-NH3； ➢ 高浓度的强酸或强碱溶液，只适合做高酸度（pH<2）
5~ 9 节作业
P164 P165
第 12, 15, 17, 19 题 第 24, 28 题
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5.5 酸碱缓冲溶液（Buffer）
5.5.1 缓冲作用与缓冲溶液 5.5.2 缓冲溶液 pH 值的计算
5.5.3 缓冲容量
5.5.4 几种重要的缓冲溶液
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[H ]
Ka
[HB] [B- ]
Ka
cHB cB
[H ] [OH- ] [H ] [OH- ]
(4)
精确公式比较复杂，在实际工作中，缓冲剂本身的浓度 往往较大，多数情况下，缓冲溶液酸度的计算采用近似 方法。分以下三种情况对 (4)式进行讨论。
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5.5.2 缓冲缓冲溶液 pH 值的计算
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5.5.3 缓冲容量
缓冲容量：衡量缓冲溶液缓冲能力大小的尺度。
缓冲容量b 的数学表达式： β db da dpH dpH
缓冲容量的大小表明溶液抵抗外加酸碱影响的能力。
计算 b 的近似式为：
β
2.30
c Ka[H ] ([H ] K a )2
式中 c 为缓冲剂 HB 与 B 的总浓度。b 越大，缓冲容
Ka
cHB
c B
[OH- ] [OH- ]
近似公式 (6)
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5.5.2 缓冲缓冲溶液 pH 值的计算
[H ]
Ka
[HB] [B- ]
Ka
cHB [H ] [OH - ] cB [H ] [OH - ]
(4)
3. 当 cHB [O H ] [H ] 和 cB [H ][OH ]
酸钠缓冲溶液的 pH 值，已知二氯乙酸的 pKa=1.26。
解： 先按最简式(7)计算
pH
pKa
lg cB cHB
1.26 lg 0.120 0.0800
1.44
[H ] 101.44mol L1 0.036 mol L1
[H
]
Ka
cHB cB
[H ] [H ]
[H+] = 0.036 mol·L-1，与共轭酸碱对的浓度比较可知，
0.036 与 0.022 的相对误差有 64%。
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缓冲溶液 pH 值的计算例 3
计算 0.30 mol·L-1 吡啶和 0.10 mol·L-1 HCl 等体积混合 组成的缓冲溶液的 pH 值，已知吡啶的 Kb=1.7ⅹ10-9。
解：先确定共轭酸碱对的浓度
+ H+=
第 5 章 酸碱滴定法
5.1 溶液中的酸碱反应与平衡 5.2 酸碱组分的平衡浓度与分布分数 5.3 溶液中 pH 值的计算 5.4 对数图解法 5.5 酸碱缓冲溶液 5.6 酸碱指示剂 5.7 酸碱滴定原理 5.8 终点误差 5.9 酸碱滴定法的应用
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1
作业 （二）
电荷平衡式： [Na ] [H ] [B ] [O H ]
[B- ] cB [H ][OH- ]
(2)
将(2)式代入(1)得
[HB] cH B [H ] [OH - ]
(3)
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5.5.2 缓冲缓冲溶液 pH 值的计算
根据解离平衡可得计算缓冲溶液的 pH 值的精确公式：
不能应用最简式，要采用(5)式计算。
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缓冲溶液 pH 值的计算例 2
[H
]
Ka
cHB cB
[H ] [H ]
101.26
0.080 [H ] 0.12 [H ]
整理得 [H ]2 0.175[H ] 0.0044 0 解一元二次方程，得
[H ] 101.65 mol L-1 0.022 mol L-1 pH 1.65
ca 0.10 mol L1 / 2 0.050 mol L1 N
N H+
cb (0.30 0.10) mol L1 / 2 0.10 mol L1
Ka K W / Kb 5.9 106
pH
pKa
lg cB cHB
5.23 lg 0.10 0.050
5.53
重点：共轭酸碱对浓度的计算
解： Ka K W / Kb 5.6 1010
按最简式(7)计算
pH pKa
lg cB cHB
9.26 lg 0.20 0.10
9.56
注意：
（1）Ka 的正确选择； （2）共轭酸碱对的相应浓度
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缓冲溶液 pH 值的计算例 2
计算 0.0800 mol·L-1 二氯乙酸 - 0.120 mol·L-1 二氯乙
[H ]
Ka
[HB] [B- ]
Ka
cHB [H ] [OH - ] cB [H ] [OH - ]
(4)
1. 当溶液 pH<6 时，忽略式(4)中的 [OH-]：
[H ]
Ka
ຫໍສະໝຸດ Baidu
cHB cB
[H ] [H ]
近似公式 (5)
2. 当溶液 pH>8 时，忽略式(4)中的 [H+]：
[H
]