缓冲溶液pptPPT课件

Na+ + Ac-
精品ppt
8
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*。
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)。
精品ppt
14
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。
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))
精品ppt
17
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，
精品ppt
5
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
精品ppt
9
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。
精品ppt
10
精品ppt
6
（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-
精品ppt
7
• 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
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。
精品ppt
Байду номын сангаас
15
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
精品ppt
16
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。
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
精品ppt
1
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
精品ppt
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
2
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
精品ppt
3
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。
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
精品ppt
11
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}
b(H3O)/bKabb(H (B-)B)
精品ppt
12
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-) *
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。
通常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。
精品ppt
4
（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
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+
pHpKa
lg[[H BB]]pKa
l
c(B) g
c(HB)
c(共轭碱) pKa l gc(共轭酸)
精品ppt
13
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