酸碱平衡与酸碱滴定法

Chap3 酸碱平衡和酸碱滴定法§3～4酸碱缓冲溶液

教案首页

内容：

导入：坐汽车，在汽车突然加速、减速时，会产生惯性，为防止惯性，要系安全带，安全带起的是缓冲作用，由此，我们想缓冲溶液的意义，应是具有缓冲作用的溶液，那么，安全带是用来缓冲惯性，缓冲溶液则是用来缓冲pH值的。我们知道，一般的溶液，酸性的，碱性的，或两性的，向其中加入少量的酸或碱后，PH 值就会减小或增大，而往缓冲液中加入少量酸或碱，溶液的PH 值不会发生显著变化。

一、概念

1、缓冲溶液(buffer solution)：能减缓因外加强酸或强碱以及稀释而引起的pH急剧变化的溶液。

解释：p H 值不因加入少量酸或少量碱以及稍加稀释而发生显著变化。

通常有以下三种情况：

(1) 向溶液中加入少量的强酸或强碱；

(2) 溶液中的化学反应产生少量的酸或碱；

(3) 溶液稍加稀释。

2、缓冲溶液的组成：

(1) 共轭酸碱对(如:浓度较大的弱酸及其共轭碱，HAc-Ac－；浓度较大的弱碱及其共轭

酸，NH3－NH4＋)；

(2) 强酸（pH<2）强碱溶液（pH>12）；

(3) 两性物质。

3、分类（按用途）：

(1) 一般酸碱缓冲溶液（用于控制溶液的pH值）；

(2) 标准缓冲溶液（校正pH计用）。

二、缓冲溶液的作用原理

1、以HAc-NaAc为例，说明其作用原理

HAc-NaAc缓冲溶液中，存在下列平衡：

(1) NaAc⇌Na++Ac-，(2) HAc⇌H++Ac-

加入少量酸，则引入的H++Ac-⇌HAc；

加入少量碱，则引入的OH-+H+⇌H20，可见pH值基本不变。

2、以NH3-NH4Cl为例，说明其作用原理

NH 3-NH 4Cl 缓冲溶液中，存在下列平衡：

(1) NH 3+ H 20⇌NH 4++OH - ，(2) NH 4Cl ⇌NH 4++ Cl -

加入少量酸，则H ++OH -⇌H 20；

加入少量碱，则OH -+NH 4+⇌ NH 3·H 20，可见pH 值基本不变。

三、 缓冲溶液pH 值的计算

以HA-A -为例，计算c HA mol ·L -1HA+c A-mol ·L -1A -缓冲体系的pH 值：

物料平衡：①[Na +]=c A-

②[HA]+[A -]=c HA +c A-

电荷平衡：③[Na +]+[H +]=[A -]+[OH -]

①代入③得，c A-+[H +]=[A -]+[OH -]，即：

④[A -]=c A-+[H +]-[OH -]

将④代入②得，[HA]=c HA +c A--[A -]=c HA -[H +]+[OH -]

得，

得，

作为控制酸度的缓冲溶液，因为缓冲剂本身的浓度大，对计算结果也不要求准确，可用近似的方法计算：

eg1.求0.10mol ·L -1HAc 和0.20mol ·L -1Ac -缓冲溶液的pH 值。

[提示] 直接用公式： +-[H ][A ]

[HA]+Ka=

[H ]=Ka -[HA][A ]⇒又:c -A Ka+lg c HA 近似式: pH=p +c -[H ]

c -++++HA HA

pH<6,[OH ]0,[H ]=Ka ,c [H ],c [H ],[H ]=Ka HA -+c A c +[H ]--A A -c +[OH ]c ++--+HA HA pH>8,[H ]0,[H ]=Ka c [OH ],c [OH ],[H ]=Ka HA --c A c -[OH ]--A A

≈>>>>≈>>>>当时当时当时当时+-c -[H ]+[OH ]+

HA [H ]=Ka +-c +[H ]-[OH ]-A 精确式: