04 缓冲溶液.pptx

第1页：§4-4缓冲溶液

§4-4缓冲溶液前面几节内容的学习，我们已经知道酸碱的水溶液，均存在电离平衡和pH值的计算问题，工农业生产和科学实验以及许多天然体系中皆需要保持一定的pH值范围，方能使反应和人类活动得以顺利进行.如分离Al3+和Mg2+，OH-浓度必须合适，若OH-浓度过小，Al3+沉淀不完全；OH-浓度过大，Al(OH)3溶解生成Al(OH)4-，且会有Mg(OH)2沉淀生成，因此必须调节一定的pH范（5<pH<7），方能有效的加以分离.又如人体血液的pH值为7.35——7.45之间，pH>7.8或pH<7.0就会导致死亡，显然想方设法的控制pH值在一定范围是非常重要的。

那么如何使溶液的pH值控制在一定范围呢？人体血液中是如何保持这一pH值范围的呢？（1）1.0dm3纯水（pH=7.0）+2d1mol·dm-3HClpH=4.0+2d1mol·dm-3NaOHpH=10.004-1缓冲溶液的含义（2）1.0dm3NaH2PO4Na2HPO4+少量HCl绿色+少量NaOH绿色+3d溴百里酚蓝呈绿色+3d溴百里酚蓝呈绿色

第2页：一、缓冲溶液

一、缓冲溶液能够抵抗外加少量酸、碱或稀释，而溶液本身pH值不发生显著变化的作用缓冲作用。具有缓冲作用的溶液缓冲溶液。二、常见的缓冲溶液CH3COOHCH3COO-pH = 5.0H2PO4-——HPO42-pH = 6.86近中性COOHCOO-pH = 4.01弱酸性Na2B4O5(OH)4水溶液pH = 9.18弱碱性国际上常用的三种标准溶液:弱酸性、中性、弱碱性.NH3——NH4+pH=9.0HCO3-——CO32-pH=10.0具有能保持本身pH值相对稳定性能的溶液(也就是不因加入少量强酸或强碱而显著改变pH值的溶液)。

第3页：一、组成缓冲溶液

较大量少量较大量4-2缓冲溶液的组成与缓冲原理一、组成缓冲溶液一般是由浓度较大的酸碱共轭对组成。人体血液中的缓冲溶液：H2CO3——NaHCO3NaH2PO4——K2HPO4HhgbO2——KhgbO2pH=7.35——7.45血红蛋白酸和血红蛋白碱组成一对缓冲溶液二、缓冲作用原理——同离子效应

第4页：的OH-的比值/

的OH-的比值/BHB-cc较大，因为-OH的大小取决于加入少量强碱：溶液中较大量的HB,与外加的少量生成少量的B–和H2O。c(HB)略有减少，变化不大，因此溶液的不因加入有明显变化。当达到新平衡时,pH值基本不变。它们浓度较大是缓冲溶液具有缓冲作用的物质基础。HB——抗碱部分；B-——抗酸部分

第5页：三、缓冲范围变化

三、缓冲范围变化不大，加入少量强酸：溶液中大量的B–与外加的少量的H+结合成HB，略有增加，c(HB)c(B–)略有减少，当达到新平衡时，因此溶液的c(H+)或pH值基本不变。向溶液中加入少量酸或碱，pH值基本不变，但向溶液中加入大量强酸或强碱时，缓冲溶液的缓冲能力会降低，甚至会完全丧失缓冲能力，因此每种缓冲溶液均有一定的缓冲范围。从广义上讲任何酸碱共轭对均可组成缓冲溶液，但只有在有效pH范围内缓冲效果最好.缓冲溶液的有效pH值范围。

或

第6页：平衡浓度4-3缓冲溶液pH值的计算1.

平衡浓度4-3缓冲溶液pH值的计算1.弱酸—共轭碱由于缓冲溶液的浓度较大，而弱电解质HB的解离度较小，且存在同离子效应，HB的解离度更小，则

第7页：如缓冲溶液H2PO4-—

如缓冲溶液H2PO4-—HPO42

第8页：例4-13 一缓冲溶液由

例4-13(p.85)：一缓冲溶液由0.10 mol·L-1NaH2PO4和0.10 mol·L-1Na2HPO4组成，试计算：（1）该缓冲溶液的pH；（2）在1.0L该缓冲溶液中分别加入10mL1.0mol·L-1HCl和10mL1.0 mol·L-1NaOH后溶液的pH。

解：（1）H2PO4-–HPO42-组成缓冲对，H2PO4-的Kaθ为H3PO4的Ka2θ，pKa2θ=7.21

第9页：例4-13 一缓冲溶液（续）

•（2）加入10mL的1.0molL-1HCl后

第10页：例4-13 一缓冲溶液（续）

•同理，加入10mL的1.0molL-1NaOH后

第11页：2.弱碱—共轭酸NH3NH4+或结论

2.弱碱—共轭酸NH3NH4+或结论：①缓冲溶液的pH值主要是由决定的②缓冲溶液的缓冲能力是有限的；

第12页：例4-14 缓冲能力与缓冲溶

[例4-14]已知接近1时，缓冲能力最大。③缓冲能力与缓冲溶液各组分的浓度有关，c(HB)，c(B-)及c(B),c(BH+)较大时,缓冲能力强。在250cm30.10mol.dm-3NH3.H2O中，加入多少(NH4)2SO4方能使溶液pH值降低两个单位？

解：因>380,因此

第13页：例4-15 求300 cm30.50

反应溶液中的pH值降低两个单位，即[OH-]=1.33×10-5pOH = 4.88据公式：解得= 0.134mol.dm-3因此加入(NH4)2SO4质量为[例4-15]求300 cm30.50 mol·dm-3H3PO4和500 cm30. 50mol·dm-3NaOH的混合溶液的pH值。

解：先反应再计算

第14页：继续反应

继续反应HPO42-生成0.10mol余下0.05molH2PO4-得到H2PO4-HPO42-缓冲溶液因此

第15页：例4-16 等体积等浓度的

[例4-16]等体积等浓度的H3PO4和Na3PO4溶液混合，溶液的pH值为多少？

解：由于H3PO4是中强酸，PO43-是中强碱，二者等体积等浓度溶液混合H3PO4和PO43-之间转移质子形成H2PO4----HPO42-缓冲溶液.H3PO4+PO43-H2PO4-+ HPO42-由于因此

第16页：3-4、缓冲溶液

3-4、缓冲溶液的选择及配制1、选择①所选择的缓冲溶液，除了参与和H+或OH–有关的反应以外，不能与反应系统中的其它物质发生副反应；②或尽可能接近所需溶液的pH值；欲配制的缓冲溶液的pH值应选择的缓冲共轭对

第17页：③若或与所需pH不相等，依所需pH调整或

③若或与所需pH不相等，依所需pH调整或

第18页：例4-17 氨水和固体

•例4-17(p.87):用1.0 mol·L-1氨水和固体NH4Cl为原料，如何配制1.0LpH为9.00，其中氨水浓度为0.10mol·L-1的缓冲溶液？•

解：缓冲对为NH4+-NH3，NH4+的Kaθ为2.缓冲溶液的配制

第19页：需NH4Cl的质量

需NH4Cl的质量：m= 0.18×1.0×53.5= 9.6g需氨水的体积：c(NH4+) = 0.18molL-1

第20页：例4-18 溶液和

应过量，[例4-18]今有2.0 dm30.10mol·dm-3的Na3PO4溶液和2.0 dm30.10 mol·dm-3的NaH2PO4溶液,仅用这两种溶液（不可再加水）来配制pH=12.50的缓冲溶液，能配制多少dm3这种缓冲溶液？

解：缓冲溶液为HPO42-—PO43-小于所需pH值，说明则2.0dm3Na3PO4应全部用上.设需0.10mol·dm-3NaH2PO4xdm3,反应前n/mol2×0.100.10x0反应后n/mol0.20–0.10x00.20x

第21页：0平衡浓度0.032初始浓度

0平衡浓度0.032初始浓度

第22页：解得x= 0.12 dm3能配制

解得x= 0.12 dm3能配制2.12 dm3缓冲溶液Na3PO4液+ 0.12dm3( 2.0dm3NaH2PO4液)。练习题欲用等体积NaH2PO4液和Na2HPO4液,配制1.00dm3pH =7.20的缓冲溶液.当将50.00cm3的该缓冲溶液与5.00cm30.10mol·dm-3HCl混合后，其pH值变为6.80.问⑴缓冲溶液中NaH2PO4和Na2HPO4的浓度是多大？

⑵如果该缓冲溶液是由和NaOH配制，应分别取多少cm3？0.500mol·dm-3H3PO41.0mol·dm-3