酸碱理论与解离平衡.ppt

6.3 缓冲溶液,6.3.1 同离子效应与盐效应 6.3.2 缓冲溶液及缓冲原理 6.3.3 缓冲溶液pH值的近似计算 6.3.4 缓冲容量和缓冲范围 6.3.5 缓冲溶液的配制,6.3 缓冲溶液,同离子效应：在弱电解质溶液中，加入与其含有相同离子的易溶强电解质而使弱电解质的解离度降低的现象。,平衡移动方向,思考题：产生同离子应的必要条件是什么?,6.3.1 同离子效应,6.3 缓冲溶液,在HAc中加入NaAc后，除了Ac - 离子对HAc的解离平衡产生同离子效应外，Na+离子对平衡也有一定的影响。 在弱电解质的溶液中加入其他强电解质时，该弱电解质的电离度将会增大，这种影响称为盐效应(salt effect)。,在 0.10 molL-1 的HAc 溶液中，加入 NH4Ac (s)，使 NH4Ac的浓度为 0.10 molL-1，计算该溶液的 pH值和 HAc的解离度。,ceq / (molL-1) 0.10 x x 0.10 + x,c0/ (molL-1) 0.10 0 0.10,例：,问题：C/K判据是否适用，为什么？,0.10 molL-1 HAc溶液：pH = 2.89， = 1.3%,pH = 4.74， = 0.018%,x = 1.810-5 c(H+) = 1.810-5 molL-1,0.10 x 0.10,1900年，生物学家费恩巴赫（Fernbach)和 胡伯特（Hubert),6.3.2 缓冲溶液,缓冲溶液：,定义： 具有能保持本身pH值相对稳定性能的溶液叫缓冲溶液。 特性： 能抵抗外来少量酸或碱，而保持溶液的pH值几乎不变。 组成： 1,弱酸及其盐; 2.弱碱及其盐; 共同点：一对共轭酸碱 3.酸式盐之间;,常见的某些缓冲系,6.3 缓冲溶液,缓冲原理（缓冲对）,分析,由于同离子效应的存在，通常用初始浓度c0(HA) ,c0(A)代替c(HA) ,c(A) 。,溶液中较大量的HA与外加的少量的OH生成A和H2O，当达到新平衡时,c(A)略有增加, c(HA)略有减少，其浓度比变化不大，因此溶液的c(H3O+)或pH值基本不变。,加入少量强碱：,加入少量强酸：,溶液中大量的A与外加的少量的H3O+结合成HA，当达到新平衡时，c(HA)略有增加，c(A)略有减少，其浓度比 变化不大，因此溶液的c(H3O+)或pH值基本不变。, 弱酸弱酸盐：,6.3.3 缓冲溶液pH值的计算,例:HAcNaAc，H2CO3NaHCO3,判据：C/K 500,2. 弱碱 弱碱盐,NH3 H2O NH4Cl,3.由多元弱酸酸式盐 组成的缓冲溶液,溶液为酸性或中性,例1：,如 NaHCO3Na2CO3 , NaH2PO4Na2HPO4,溶液为碱性,应按水解平衡精确计算。,例1：,思考题：为什么？,例2：,分析：Kb2Ka2故主要考虑CO32-的水解,结论：,缓冲能力与缓冲溶液中各组分的浓度有关，c(HA) ，c(B)及 c(A)或c(BH+)较 大时,缓冲能力强。,缓冲溶液的缓冲能力是有限的；,缓冲溶液的pH值主要是由pKa或14-pKb决定，,求 300mL 0.50molL-1 H3PO4和 500mL 0. 50molL-1 NaOH的混合溶液的pH值。,解：先反应再计算,例题:,得到H2PO4-HPO42-的缓冲溶液,例题：若在 50.00ml 0.150molL-1 NH3 (aq)和 0.200 molL-1 NH4Cl组成的缓冲溶液中，加入0.100ml 1.00 molL-1的HCl ，求加入HCl前后溶液的pH值各为多少？,解：加入 HCl 前：,4.缓冲溶液的缓冲性能的计算,加入HCl后：,加HCl前浓度/(molL-1),0.150-0.0020 +y 0.200+0.0020-y x,0.150 0.200,加HCl后初始浓度/(molL-1),0.150-0.0020 0.200+0.0020,平衡浓度/(molL-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；,缓冲溶液的选择和配制原则：, pKa或14-pKb尽可能接近所需溶液的pH值；,缓冲范围：,缓冲能力：pH改变1.0所需的强酸或强碱,* 6.3.4 缓冲范围和缓冲能力,欲配制的缓冲溶液的 pH 值,应选择的缓冲组分, 若pKa或14-pKb与所需pH不相等，依所需pH调整,若使用相同浓度的弱酸及其共轭碱配制缓冲溶液，则c0(盐)= c0(酸)（混合前）。,混合体系中,上述三种计算式是不同的表示形式。,解：缓冲组分应为Na2HPO4 Na3PO4， pKa3 = 12.35 ,小于所需pH值，说明PO43-应过量，则 2.0L Na3PO4 应全部用上。 设需0.10molL-1 NaH2PO4 xL,。,例题：,今有 2.0L0.10molL-1的 Na3PO4溶液和 2.0L 0.10molL-1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，能配制多少升这种缓冲溶液？,反应前 n/mol 20.10 0.10x 0,反应后 n/mol 0.20 0.10x 0 0.20x,平衡浓度/(molL-1),初始浓度/(molL-1),解得 x = 0.12,能配制2.12L缓冲溶液(2L Na3PO4 + 0.12L NaH2PO4)。,例:,欲用等体积的 NaH2PO4 溶液和 Na2HPO4 溶液配制 1.00LpH=7.20 的缓冲溶液，当将50.00mL的该缓冲溶液与5.00mL 0.10molL-1 HCl混合后，其 pH值变为 6.80，问 缓冲溶液中NaH2PO4 和 Na2HPO4 的浓度是多大？如果该缓冲溶液是由0.500molL-1 H3PO4和1.0molL-1 NaOH配制，应分别取多少毫升？,解：,2 H3PO4+3NaOHNaH2PO4 +Na2HPO4+H2O 反应后n之比/mol : 1 1 反应前n/mol: 2 3 反应前物质的量之比有： 0.5V(H3PO4) 2 V(H3PO4)=4 1.0V(NaOH) 3 V(NaOH)=3 即体积比为: V(H3PO4):V(NaOH)=4:3,补充说明:,根据题意要求配制1000ml则有：,缓冲溶液小结：,1. 定义、组成和原理； 2. 溶液的pH值及影响因素: pH=pKa-lgc(酸)/c(盐) pOH=pKb-lgc(碱)/c(盐) 3.缓冲范围：pH=pKa1或pOH=pKb1 4. 缓冲能力（有限的）及影响因素 5. 适当稀释时,pH几乎不变,本章