[理学]基础化学第四章缓冲溶液

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二、缓冲溶液的缓冲机制
缓冲溶液：HAc-NaAc
HAc + H2O ⇌ H3O+ + Ac NaAc Na+ + Ac -
加入H3O+，平衡
Ac- 抵消H3O+， Ac-：抗酸成分
加入OH-，
OH- + 平衡
H3O+
2H2OHHA3Oc补+，充H消Ac耗：的抗碱
成分
8
第二节 缓冲溶液的pH
一、缓冲溶液pH值的计算公式
= 4.52
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[例] 将0.10 molL-1 HAc溶液50mL和
0.10 molL-1 NaAc溶液30mL混合，
计算混合溶液的pH值，已知HAc的
pKca(θH=A4c.7)4=。0.10×50 / 80 molL-1
c(Ac-) = 0.10×30 / 80 molL-1
pH = pKaθ + lg [c(Ac-) / c(HAc) ]
NH4+ - NH3 H2PO4 - - HPO4 2-
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例.下列各组溶液，有缓冲作用的是
(C)
A. 0.2 mol·L-1KCl
B. 0.02 mol·L-1 NH3·H2O C. 0.2 mol·L-1 NaH2PO4和0.2 mol·L-1 Na2HPO4 D. 0.01 mol·L-1HAc和0.2 mol·L-1HCl
组成：一对 足够浓度的共轭 弱酸、 弱碱对。其浓度差不能太大。
共轭 弱酸、 弱碱对间相 差一个质子
共轭酸 共轭碱 HAc - AcNH4+ - NH3
H2PO4 - - HPO42-
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抗碱成分 抗酸成分 共轭酸 共轭碱
弱酸及其 对应的盐
HAc - Ac-
弱碱及其 对应的盐
多元酸的酸式 盐及其对应的 次级盐
H2O
H2O +2滴1mol·L-1NaOH
pH=12.00
pH=7.00
H2O
2
溴麝香酚蓝 H2PO4- - HPO42-
NaH2PO4 Na2HPO4
+2滴1mol·L1HCl
pH=7.21
NaH2PO4 Na2HPO4
pH=7.20
+2滴1mol·L-1NaOH
NaH2PO4 Na2HPO4
例：下列各组溶液，是否有缓冲作用？ A. 0.1 mol·L-1HAc 20mL B. 0.1 mol·L-1HAc 20mL + 0.1 mol·L-1NaOH
20mL C. 0.1 mol·L-1HAc 20mL + 0.1 mol·L-1NaOH
10mHAL c + NaOH NaAc + H2O
Na2HPO4—Na3PO4
P58，例4-1，4-2
pHpKa3lg[[HPPO 434O 2]]
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[例] 将0.10 molL-1 HAc溶液50mL和 0.10 molL-1 NaAc溶液30mL混合， 计算混合溶液的pH值，已知HAc的 pKaθ =4.74 。
pH = pKaθ + lg [n(Ac-)/n(HAc)] = 4.74 +lg [0.10×30 / 0.10×50]
= 4.74 + lg 0.10×30 / 80
= 4.52
0.10×50 / 80
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[例] 将0.10 molL-1 NH3溶液50mL 和0.10 molL-1 NH4Cl溶液30mL混合， 计算混合溶液的pH值，已知NH3的 Kbθ =1.79 10-5。
pKaθ =14- pKbθ =14 + lg（1.7910-5） = 9.25
pH = pKaθ + lg [n(NH3)/ n(NH4+)] = 9.25 +lg [0.10×50 / 0.10×30] = 9.47
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例1.将100ml 0.50mol/L NH3.H2O与 60ml 0.50mol/L HCl混合
（1）求此溶液pH值。 （2）加入0.1克NaOH，求pH值。 （3）加入1.5ml 1mol/L HCl，求pH值。
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例1.将100ml0.50mol/L NH3.H2O 与 60ml 0.50mol/L HCl混合
（1）求此溶液pH值。
解： N H 3 · H 2 O + H C l 反应初 50mmol 30mmol
N 4 C H 2 O l+
反应终
20mmol
30mmol
pHpKa lg[[NNH H 43]]
酸常数 共轭酸 共轭碱
HB -- B-
pH = pKaθ + lg { [B-]/[HB] }
p代表-lg
平衡浓度
如Kaθ =1.76×10-5, pKaθ = -lg(1.76×10-5 ) = 4.75 9
在缓冲体系中 [B-] = c(B- )，[HB]= c(HB)
起始浓度 pH = pKaθ + lg [c(B-)/c(HB)]
pH
pKa
lg20 30
pH9.250.18
pH9.07
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（2）
加入0.1 克 NaOH
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0.10.002m5ol2.5mmol 40 nNH4 302.527.5mmol
nNH3 202.522.5mmol pH 9.25 lg2.259.16
2.75
（3）
nNH4 301.531.5mmo
加加 入1入 .H 5 mCm1o.l5l m HCm l o l nNH3 201.518.5mmol
第四章 缓冲溶液 （buffer solution）
所有的体液均是缓冲溶液。 生化反应的背景溶液： 血浆： pH 7.35-7.45 大肠液：pH 8.3-8.4 乳汁： pH 6.0-6.9
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第一节 缓冲溶液及缓冲机制 一、缓冲溶液的缓冲作用和组成
指示剂：溴麝香酚蓝
+2滴1mol·L-1HCl
pH=2.00
NaH2PO4 Na2HPO4
pH=7.21
pH=7.22
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1.缓冲溶液的概念 能抵抗外来少量强酸、强碱或稍加
稀释，而能保持其pH基本不变的溶液， 称为缓冲溶液（buffer solution）。 缓冲溶液对强酸、强碱或稀释的抵抗作 用称为缓冲作用（buffer action）。
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2、缓冲溶液的组成
n=cV pH = pKaθ + lg [n(B-)/n(HB)]
解释：缓冲溶液稍加稀释而pH保持不变10
注意：对多元酸酸式盐及其次级盐的缓冲 系要注意公式的内容；
例如： H3PO4—NaH2PO4
pHpKa1lg[[H H23PPO O 44]]
NaH2PO4—Na2HPO4 pHpKa2lg[[H H2PP4O O 24]]