分析化学-第5章-酸碱滴定-b-氢离子浓度计算及缓冲溶液课件

第五章酸碱平衡与酸碱滴定5.3溶液中H+浓度的计算强酸（碱）溶液一元弱酸（碱）溶液多元弱酸（碱）溶液两性物质混合酸碱溶液第五章酸碱平衡与酸碱滴定5.3溶液中H+浓度的计算强酸PBE：整理得：1.强酸（强碱）溶液简化式

精确式浓度为cmol/L的HCl溶液PBE：整理得：1.强酸（强碱）溶液简化式精确式浓度为c浓度为camol/L的HA溶液PBE精确式简化近似式12.一元弱酸（弱碱）溶液浓度为camol/L的HA溶液PBE精确式简化近似式1最简式近似式2最简式近似式2一元弱碱的计算与此相似，只是以[OH-]代替[H+]，Kb代替Ka就可以了。近似式最简式一元弱碱的计算与此相似，只是以[OH-]代替[H+]，Kb代例2求0.1mol/L一氯乙酸溶液的pH。已知Ka=1.410-3。解例3求1.010-4mol/LHCN溶液的pH。已知Ka=6.210-10。解[H+]=0.011mol/L,pH=1.96例1求0.10mol/LHAc溶液的pH。已知pKa=4.76解例题例2求0.1mol/L一氯乙酸溶液的pH。已知浓度为Ca

mol/L的H2A溶液PBE3.多元弱酸（弱碱）溶液精确式浓度为Camol/L的H2A溶液PBE3.多元弱酸（最简式近似式多元弱碱的计算与此相似，只是以[OH-]代替[H+]，Kb代替Ka就可以了。最简式近似式多元弱碱的计算与此相似，只是以[OH-]代替[H忽略第二级离解，且忽略水的离解忽略第二级离解，两性物质：在溶液中既可以接受质子显碱的性质，又可以提供质子显酸的性质的物质。分类酸式盐弱酸弱碱盐氨基酸HCO3-,HS-,H

PO42-,H2PO4-NH4AcNH2CH2COOH氨基乙酸4.两性物质酸式盐HB-氨基酸：两性物质：在溶液中既可以接受质子显碱的性质，又可以提供质子显简化：（1）酸式盐其酸式解离和碱式解离一般较小，故[HB]CHB，最简式精确式（1）酸式盐HB-PBE：近似式近似式简化：（1）酸式盐其酸式解离和碱式解离一般较小，故[HB]最简式酸式盐HB-近似式近似式上述公式中Ka2相当于两性物质中酸组分的Ka，Ka1则相当于两性物质中碱组分的共轭酸的Ka，在使用有关公式时应根据具体情况作相应的变换。如：Na2HPO4溶液pH的计算：最简式酸式盐HB-近似式近似式上述公式中Ka2相当于两性物质（2）弱酸弱碱盐以NH4Ac为例进行讨论：PBE例题：求0.10mol/LNH4Ac溶液的pH。解：因为可使用最简式计算（2）弱酸弱碱盐以NH4Ac为例进行讨论：PBE例题：求0.1、两种弱酸混合或两种弱碱混合5.混合溶液

如两种一元弱酸HA和HB混合，其PBE为：[H+]=[A-]+[B-]+[OH-]2、弱酸与弱碱混合（混合但不反应）如弱酸HA（浓度为CHA）和弱碱B（浓度为CB）混合，其PBE为：[H+]+[HB+]=[A-]+[OH-]1、两种弱酸混合或两种弱碱混合5.混合溶液如两种一元弱145.4缓冲溶液5.4.1缓冲溶液的定义与种类5.4.2缓冲溶液的pH计算5.4.3缓冲容量、有效缓冲范围5.4.4缓冲溶液的选择5.4.5标准缓冲溶液5.4缓冲溶液5.4.1缓冲溶液的定义与种类155.4.1缓冲溶液的定义与种类定义pH缓冲溶液具有稳定体系酸度的特性。分类1、一般缓冲溶液：用于控制溶液酸度，多由一定浓度的共轭酸碱对组成。2、标准缓冲溶液：用作测量pH的参照。由Camol/LHB和Cbmol/LB-构成的共轭酸碱平衡：H+OH-使pH稳定在一个较窄的范围。缓冲溶液的作用机制5.4.1缓冲溶液的定义与种类定义pH缓冲溶液具有稳定体16PlotsofpHvs.mLofwateraddedto(a)500mLof0.100mol.L-1HCland(b)500mLofasolution0.100mol.L-1inbothHAcandNaAc.对溶液稀释过程pH变化的控制HClNaAc-HAcPlotsofpHvs.mLofwaterad175.4.2缓冲溶液的pH计算设Camol/LHB和Cbmol/LNaB

构成的缓冲溶液：MBE精确式CBE(2)(3)将（1）代入(3)得(4)将（4）代入(2)得(5)将（4）、（5）代入Ka的表达式得(1)5.4.2缓冲溶液的pH计算设Camol/LHB和18简化：1.pH<62.pH>8最简式简化：1.pH<62.pH>8最简式19解：首先进行体系分析，0.10mol/LNH4HF20.10mol/LNH4F

+0.10mol/LHF体系中的酸NH4+，HF；体系中的碱：F-构成缓冲体系对缓冲体系，可先由最简式此估计[H+]和[OH-]，并依此判断该结果是否准确。例题求0.10mol/LNH4HF2溶液的pH。什么情况下可用最简式？解：首先进行体系分析，0.10mol/LNH4HF20.205.4.3缓冲容量与有效缓冲范围

缓冲容量

是指缓冲溶液抵御pH值变化的能力。定义为OH-pHH+pH式中a与b分别代表加入的强酸或强碱的浓度。缓冲容量是溶液的一个状态参数，当溶液的状态发生变化时，缓冲容量也发生变化。例如，当缓冲溶液被稀释时；往缓冲溶液中加入酸或碱时。5.4.3缓冲容量与有效缓冲范围

缓冲容量是指缓冲溶液抵21推导过程PBE：推导过程PBE：22影响缓冲容量的因素：影响缓冲容量的因素：23有效缓冲范围：pH=pKa

1HAcAcpKa=4.76pKa

1分布分数或缓冲指数结论：影响缓冲溶液缓冲指数大小的因数为共轭酸碱对的分布分数和缓冲溶液的总浓度。既体系的pH和缓冲溶液的总浓度。有效缓冲范围：pH=pKa1HAcAcpKa=24有效缓冲范围1）HF-F-，pKa=3.17缓冲体系2.17~4.172）HAc-Ac-，pKa=4.763.76~5.763）H2PO4-—HPO42-，pKa2=7.216.21~8.214）Na2B4O7，pKa=9.188.18~10.185）NH3-NH4+，pKa=9.258.25~10.25有效缓冲范围1）HF-F-，pKa=3.17缓冲体系2.25分析化学-第5章-酸碱滴定-b-氢离子浓度计算及缓冲溶液课件26分析化学-第5章-酸碱滴定-b-氢离子浓度计算及缓冲溶液课件27解：例：由0.10molL-1NH3和0.10molL-1NH4Cl按体积比3：1的比例配成的缓冲溶液，其pH值和缓冲容量为多少？（pKa=9.25）

=0.043molL-1pH-1解：例：由0.10molL-1NH3和0.10mol285.4.4缓冲溶液的选择

所需控制的pH应尽量与pKa一致，且浓度较大。缓冲溶液应对体系的反应无干扰。5.4.5标准缓冲溶液标准缓冲溶液是用来校准pH用的，它的pH值是经过实验准确测定的。如果要用计算来求得某种标准缓冲溶液的pH，必须校准离子强度的影响5.4.4缓冲溶液的选择所需控制的pH应尽量与pKa29第五章酸碱平衡与酸碱滴定5.3溶液中H+浓度的计算强酸（碱）溶液一元弱酸（碱）溶液多元弱酸（碱）溶液两性物质混合酸碱溶液第五章酸碱平衡与酸碱滴定5.3溶液中H+浓度的计算强酸PBE：整理得：1.强酸（强碱）溶液简化式

精确式浓度为cmol/L的HCl溶液PBE：整理得：1.强酸（强碱）溶液简化式精确式浓度为c浓度为camol/L的HA溶液PBE精确式简化近似式12.一元弱酸（弱碱）溶液浓度为camol/L的HA溶液PBE精确式简化近似式1最简式近似式2最简式近似式2一元弱碱的计算与此相似，只是以[OH-]代替[H+]，Kb代替Ka就可以了。近似式最简式一元弱碱的计算与此相似，只是以[OH-]代替[H+]，Kb代例2求0.1mol/L一氯乙酸溶液的pH。已知Ka=1.410-3。解例3求1.010-4mol/LHCN溶液的pH。已知Ka=6.210-10。解[H+]=0.011mol/L,pH=1.96例1求0.10mol/LHAc溶液的pH。已知pKa=4.76解例题例2求0.1mol/L一氯乙酸溶液的pH。已知浓度为Ca

mol/L的H2A溶液PBE3.多元弱酸（弱碱）溶液精确式浓度为Camol/L的H2A溶液PBE3.多元弱酸（最简式近似式多元弱碱的计算与此相似，只是以[OH-]代替[H+]，Kb代替Ka就可以了。最简式近似式多元弱碱的计算与此相似，只是以[OH-]代替[H忽略第二级离解，且忽略水的离解忽略第二级离解，两性物质：在溶液中既可以接受质子显碱的性质，又可以提供质子显酸的性质的物质。分类酸式盐弱酸弱碱盐氨基酸HCO3-,HS-,H

PO42-,H2PO4-NH4AcNH2CH2COOH氨基乙酸4.两性物质酸式盐HB-氨基酸：两性物质：在溶液中既可以接受质子显碱的性质，又可以提供质子显简化：（1）酸式盐其酸式解离和碱式解离一般较小，故[HB]CHB，最简式精确式（1）酸式盐HB-PBE：近似式近似式简化：（1）酸式盐其酸式解离和碱式解离一般较小，故[HB]最简式酸式盐HB-近似式近似式上述公式中Ka2相当于两性物质中酸组分的Ka，Ka1则相当于两性物质中碱组分的共轭酸的Ka，在使用有关公式时应根据具体情况作相应的变换。如：Na2HPO4溶液pH的计算：最简式酸式盐HB-近似式近似式上述公式中Ka2相当于两性物质（2）弱酸弱碱盐以NH4Ac为例进行讨论：PBE例题：求0.10mol/LNH4Ac溶液的pH。解：因为可使用最简式计算（2）弱酸弱碱盐以NH4Ac为例进行讨论：PBE例题：求0.1、两种弱酸混合或两种弱碱混合5.混合溶液

如两种一元弱酸HA和HB混合，其PBE为：[H+]=[A-]+[B-]+[OH-]2、弱酸与弱碱混合（混合但不反应）如弱酸HA（浓度为CHA）和弱碱B（浓度为CB）混合，其PBE为：[H+]+[HB+]=[A-]+[OH-]1、两种弱酸混合或两种弱碱混合5.混合溶液如两种一元弱435.4缓冲溶液5.4.1缓冲溶液的定义与种类5.4.2缓冲溶液的pH计算5.4.3缓冲容量、有效缓冲范围5.4.4缓冲溶液的选择5.4.5标准缓冲溶液5.4缓冲溶液5.4.1缓冲溶液的定义与种类445.4.1缓冲溶液的定义与种类定义pH缓冲溶液具有稳定体系酸度的特性。分类1、一般缓冲溶液：用于控制溶液酸度，多由一定浓度的共轭酸碱对组成。2、标准缓冲溶液：用作测量pH的参照。由Camol/LHB和Cbmol/LB-构成的共轭酸碱平衡：H+OH-使pH稳定在一个较窄的范围。缓冲溶液的作用机制5.4.1缓冲溶液的定义与种类定义pH缓冲溶液具有稳定体45PlotsofpHvs.mLofwateraddedto(a)500mLof0.100mol.L-1HCland(b)500mLofasolution0.100mol.L-1inbothHAcandNaAc.对溶液稀释过程pH变化的控制HClNaAc-HAcPlotsofpHvs.mLofwaterad465.4.2缓冲溶液的pH计算设Camol/LHB和Cbmol/LNaB

构成的缓冲溶液：MBE精确式CBE(2)(3)将（1）代入(3)得(4)将（4）代入(2)得(5)将（4）、（5）代入Ka的表达式得(1)5.4.2缓冲溶液的pH计算设Camol/LHB和47简化：1.pH<62.pH>8最简式简化：1.pH<62.pH>8最简式48解：首先进行体系分析，0.10mol/LNH4HF20.10mol/LNH4F

+0.10mol/LHF体系中的酸NH4+，HF；体系中的碱：F-构成缓冲体系对缓冲体系，可先由最简式此估计[H+]和[OH-]，并依此判断该结果是否准确。例题求0.10mol/LNH4HF2溶液的pH。什么情况下可用最简式？解：首先进行体系分析，0.10mol/LNH4HF20.495.4.3缓冲容量与有效缓冲范围

缓冲容量

是指缓冲溶液抵御pH值变化的能力。定义为OH-pHH+pH式中a与b分别代表加入的强酸或强碱的浓度。缓冲容量是溶液的一个状态参数，当溶液的状态发生变化时，缓冲容量也发生变化。例如，当缓冲溶液被稀释时；往缓冲溶液中加入酸或碱时。5.4.3缓冲容量与有效缓冲范围

缓冲容量是指缓冲溶液抵50推导过程PBE：推导过程PBE：51影响缓冲容量的因素：影响缓冲容量的因素：52有效缓冲范围：pH=pKa

1HAcAcpKa=4.76pKa

1分布分数或缓冲指数结论：影响缓冲溶液缓冲指数大小的因数为共轭酸碱对的分布分数和缓冲溶