3酸碱理论与解离平衡

lg
c(BH c(B)
pH = 4.74
pH = 4.73
0.05ml NaOH 1mol·L-1
pH = 11
pH = 4.75
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缓冲溶液：
第六章：酸碱理论与离解平衡
定义：
具有能保持本身pH值相对稳定性能的溶液叫缓冲溶液。
特性：
能抵抗外来少量酸或碱，而保持溶液的pH值几乎不变。
组成：
1,弱酸及其盐; 2.弱碱及其盐; 3.酸式盐之间;
Ka
(HA) •c(HA)
c(A )
分
pH
pKa
lg
c(酸) c(盐)
析
由于同离子效应的存在，通常用初始浓度
c0(HA) ,c0(A－)代替[c(HA)] ,c(A－) 。
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第六章：酸碱理论与离解平衡
加入少量强碱：
OH (aq) HA(aq) 噲 垐 垎垐 A (aq) H2O(l)
HAc(aq) + H2O (l) H3O+ (aq) +Ac–(aq)
平衡移动方向
NH4Ac(aq)
NH
4
(aq)
+
Ac–(aq)
同离子效应：在弱电解质溶液中，加入与其 含有相同离子的易溶强电解质而使弱电解质的解离 度降低的现象。
• 思考题：产生同离子应的必要条件是什么?
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共同点：一对共轭酸碱
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6.3 缓冲溶液
第六章：酸碱理论与离解平衡
常见的某些缓冲系
缓冲系
pKaΘ(25℃)
HAc-NaAc
4.76
H2CO3-NaHCO3 H3PO4-NaH2PO4 NH4Cl-NH3 NaH2PO4- Na2HPO4 Na2HPO4-Na3PO4
6.35 2.16 9.25 7.21 12.32
c(H3O )
K
a
(HA)[c(HA)] [c(A )]
pH
pK
a
(HA
)
lg
c(HA ) c(A )
平衡浓度
判据：C/K >500
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第六章：酸碱理论与离解平衡
例 2：H3PO 4 NaH 2PO 4
H3PO4 (aq) H2O(l) 噲垐 垎垐 H3O (aq) H2PO4 (aq)
ceq/mol L1 cHA x
x
cA x
x (cA cHA x
x)
Ka1
6.7 103
因为 Ka1 较大，x不能忽略，必须解一元 二次方程，
此时，缓冲溶液 pH值公式中的 c(HA)，c(A)应是平衡
浓度，不能用初始浓度 代之。
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2. 弱碱 — 弱碱盐
第六章：酸碱理论与离解平衡
例：
第六章：酸碱理论与离解平衡
在 0.10 mol·L-1 的HAc 溶液中，加入 NH4Ac (s)，使 NH4Ac的浓度为 0.10 mol·L-1，计算该溶 液的 pH值和 HAc的解离度。
解: HAc(aq)+H2O(l) 噲 垐 ?? H3O+ (aq)+Ac (aq)
c0/ (mol·L-1) 0.10 ceq / (mol·L-1) 0.10 – x
0
0.10
x 0.10 + x
问题：C/K判据是否适用，为什么？
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第六章：酸碱理论与离解平衡
x (0.10 x) 1.8105 0.10 x
0.10 ± x ≈ 0.10
x = 1.8×10-5 c(H+) = 1.8×10-5 mol·L-1
pH = 4.74，α = 0.018% 0.10 mol·L-1 HAc溶液：pH = 2.89，α = 1.3%
NH3 ·H2O — NH4Cl B(aq) H2O(l) 噲垐 垎垐 BH (aq) OH (aq)
K
b
(B)
c(BH ) • c(OH )
c(B)
c(OH )
K
b
(B)c(B)
c(BH )
pOH
pKb
(B)
lgபைடு நூலகம்
c(B) c(BH
)
pH
14
pK
b
(B)
lg
c(B) c(BH
)
pKa
(BH
)
溶液中较大量的HA与外加的少量的OH－生成A–
和H2O，当达到新平衡时,c(A–)略有增加, c(HA)略 有减少，其浓度比变化不大，因此溶液的c(H3O+)或
pH值基本不变。
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加入少量强酸：
第六章：酸碱理论与离解平衡
H3O (aq) A (aq) 噲 垐 垎垐 HA(aq) H2O(l)
溶液中大量的A–与外加的少量的H3O+结合成HA，当达到新
平衡时，c(HA)略有增加，c(A–)略有减少，其浓度比 变 化不大，因此溶液的c(H3O+)或pH值基本不变。
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6.3.3 缓冲溶液pH值的计第算六章：酸碱理论与离解平衡
⒈ 弱酸—弱酸盐：
例:HAc－NaAc，H2CO3—NaHCO3 HA(aq) H2O(l) 噲 垐 垎垐 H3O (aq) A (aq)
6.3 缓冲溶液
第六章：酸碱理论与离解平衡
6.3 缓冲溶液
6.3.1 同离子效应与盐效应 6.3.2 缓冲溶液及缓冲原理 6.3.3 缓冲溶液pH值的近似计算 6.3.4 缓冲容量和缓冲范围 6.3.5 缓冲溶液的配制
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6.3.1 同离子效应 第六章：酸碱理论与离解平衡
6.3 缓冲溶液
第六章：酸碱理论与离解平衡
在HAc中加入NaAc后，除了Ac - 离子对 HAc的解离平衡产生同离子效应外，Na+离子对 平衡也有一定的影响。
在弱电解质的溶液中加入其他强电解质时， 该弱电解质的电离度将会增大，这种影响称为 盐效应(salt effect)。
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6.3.2 缓冲溶液
第六章：酸碱理论与离解平衡
1900年，生物学家费恩巴赫（Fernbach)和
胡伯特（Hubert)
实验 （加入1滴）
0.05ml HCl 1mol·L-1
50ml 纯水 pH = 7 pH = 3
50mLHAc—NaAc
[c(HAc)=c(NaAc)=0.10mol·L-1]
pH范围
3.76~5.76 5.35~7.35 1.16~3.16 8.25~10.25 6.2~8.2 11.3~13.3
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缓冲原理（缓冲对） 第六章：酸碱理论与离解平衡
HA(aq) H2O(l) 噲垐 垎垐 H3O (aq) A(aq)
较大量
少量
较大量
c(H3O )