缓冲溶液pptPPT课件

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常见的缓冲系
缓冲系
HAc-NaAc
H2CO3-NaHCO3 H3PO4-NaH2PO4
Tris·HCl -Tris
H2C8H4O4- KHC8H4O4 NH4Cl - NH3
CH3NH3+Cl - CH3NH2 NaH2PO4- Na2HPO4 Na2HPO4- Na3PO4
质子转移平衡
缓冲作用：缓冲溶液所具有的抵抗外加少量强酸 或强碱的作用。
较浓的强酸、强碱也具有缓冲作用*，但
实际上很少作为缓冲溶液使用。通 Nhomakorabea我们所说的缓冲溶液，一般是由足够
浓度的共轭酸碱对的两种物质组成。
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（二）缓冲溶液的组成
缓冲溶液一般由足够浓度的共轭酸碱对 的两种物质组成。
组成缓冲溶液的共轭酸碱对的两种物质 合称为缓冲系(buffer system)或缓冲对 (buffer pair)。 HAc-NaAc ； NH3-NH4Cl
缓冲容量定义为：
def dnb V dpH
利用上式可以推导出缓冲容量的计算公式：
2.303cc((H HA A))cc((A A))
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二、影响缓冲容量β的因素*
向50.0mL总浓度为0.2mol·L-1 HAc-Ac-的缓冲溶液中，加 入0.05mL 1.0mol·L-1的NaOH溶液，根据不同缓冲比时，
HAc+H2O
H2CO3+ H2O
H3PO4+H2O Tris·H++H2O
H2C8H4O4+H2O NH4++H2O
CH3NH3++H2O H2PO4-+H2O HPO42-+H2O
Ac-+H3O+ HCO3-+H3O+ H2PO4-+H3O+
Tris+H3O+ HC8H4O4-+H3O+ NH3+H3O+ CH3NH2+H3O+ HPO42-+H3O+ PO43-+H3O+
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（三）缓冲溶液的缓冲作用机制
• 以HAc-NaAc缓冲溶液为例（与酸作用）
平衡向左移动
少量H+
HAc + H2O
H3O+ + Ac-
NaAc
Na+ + Ac-
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• 以HAc-NaAc缓冲溶液为例（与碱作用）：
平衡向右移动
少量OH-
HAc + H2O
H3O+ + Ac-
NaAc
由上式可得 缓冲溶液的pH值取决于弱酸的解离常数Ka及
[B]/[HB](缓冲比)。
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1、缓冲溶液的pH值首先取决于弱酸的离解常数 Ka值，即主要取决于共轭酸的性质。 Ka值于温度 有关，所以温度对缓冲溶液的pH有影响。主要对 Ka与水的KW均有影响。
2、其次取决于缓冲对浓度的比例---缓冲比， 当 pKa一定时，pH值随着缓冲比的改变而改变。缓冲 比为1时，pH = pKa。
3、当加入少量水稀释溶液时，缓冲溶液的缓冲比 不变，即缓冲溶液有一定的抗稀释能力。
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3、 缓冲容量和缓冲范围
一、缓冲容量 二、影响缓冲容量的因素 三、缓冲范围
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3、缓冲容量和缓冲范围
一、缓冲容量
任何缓冲溶液的缓冲能力都是有一定限度的 ，即当强酸或强碱超过一定量时，缓冲溶液的pH 将发生较大的变化，从而失去缓冲能力，因此缓 冲容量来衡量缓冲溶液的缓冲能力的大小。
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0.10 mol·L-1 HAc — 0.10 mol·L-1 NaAc溶液溶 液中加入HCl到0.010 mol·L-1
溶液的pH由4.75变为4.74，改变仅0.01pH单 位。
0.10 mol·L-1 HAc —
0.10 mol·L-1 NaAc溶
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液
（一）缓冲溶液
缓冲溶液：能抵抗外来少量强酸、强碱或稍加稀 释，而保持其pH值基本不变的溶液。
b(H3O)/bKabb(H (B-)B)
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HB的浓度为b(HB) (或称起始浓度,配制浓度)， NaB的浓度为b(NaB)；HB解离部分的浓度为 b(H3+O) 。
则： [HB]平 = b(HB) - b(H3+O)
*
[B-]平 = b(NaB)+ b(H3+O)
*
[HB]平≈b(HB) ，[B-]平≈b(NaB) ＝b(B-) *
2、 缓冲溶液的pH
一、缓冲溶液pH的计算公式 二、缓冲溶液pH的计算公式的校正
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一、缓冲溶液pH的计算公式*
以HB-NaB 表示缓冲系，溶液中存在如下 质子转移平衡：
H B + H 2O N aB
H 3O + + B N a+ + B -
Ka {bH (3O {)bH /(}bB {b)B /(b-)}/b}
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总之，由于缓冲溶液中同时含有较大量的 弱酸(抗碱成分)和共轭碱(抗酸成分)，它们通 过弱酸解离平衡的移动以达到消耗掉外来的少 量强酸、强碱，或对抗稍加稀释的作用，使溶 液的H+离子或OH-离子浓度没有明显的变化， 因此缓冲溶液具有缓冲作用。
但缓冲溶液的缓冲作用不是无限的。
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pHpKa
lg[[H BB]]pKa
l
c(B) g
c(HB)
c(共轭碱) pKa l gc(共轭酸)
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若缓冲溶液的体积以V 表示，则
b(B) n(B) V
b(HB) n(HB) V
所以式子可改写为：
pHpKa
lgn(B) n(HB)
缓冲比 [ [H B-] ]B ： b b((H B))B n n((H B))B
五、缓冲溶液
1、 缓冲溶液组成缓冲机制 2、 缓冲溶液的pH计算 3、 缓冲容量和缓冲范围 4、 缓冲溶液的实际意义
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1、缓冲溶液组成及缓冲机制
NaCl溶液中加入HCl到0.010 mol·L-1 溶液的pH由7变为2，改变了5个pH单位。
0.10 mol·L-1 NaCl溶液
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各溶液pH的变化情况，可算出相应的
编
缓冲比
号 c总 [Ac-]/[HAc] pH
1 0.2 1:1
4.75
2 0.02 1:1
4.75
3 0.2 1:9
3.80
Na+ + Ac-
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以HAc-NaAc缓冲系为例:
大量 HAc + H2O NaAc
H3O+ + AcNa+ + Ac- 大量
由于同离子效应，达平衡时，HAc几乎完全以 分子状态存在，所以溶液中含有大量的HAc与Ac-， 且为共轭酸碱对。
(1)Ac-(共轭碱)为缓冲溶液的抗酸成分*。 (2)HAc(弱酸) 为缓冲溶液的抗碱成分*。