基础化学实验：缓冲溶液的配制与性质

基础化学实验缓冲溶液的配制与性质【实验原理】缓冲溶液（buffersolution）定义：能够抵抗少量外来强酸、强碱，或在有限量稀释时，保持其pH基本不变的溶液。组成：由足够浓度和适当比例的共轭酸碱对(bufferpair)两种物质组成。共轭酸称为抗碱成分，共轭碱称为抗酸成分。缓冲溶液实验人体内的缓冲系在人体内各种酶只有在一定pH值范围的体液中才具有活性。在体外，细胞的培养、组织切片和细菌的染色、血库中血液的冷藏，某些药物配制成溶液。pH值也要保持恒定。一、人体内的缓冲系血浆：细胞：一、人体内的缓冲系碳酸氢盐缓冲系在血液中浓度最高，缓冲能力最大，维持血液正常pH值的作用也最重要。人体血液的pH值为7.35～7.45。血液的主要缓冲系统存在如下平衡：CO2(溶解)+H2O⇌H2CO3⇌H++HCO3-当[H+]增加时，抗酸成分HCO3-与它结合使上述平衡向左移动，使[H+]不发生明显改变。当[H+]减少时，上述平衡向右移动，使[H+]不发生明显改变。例：HAc—Ac-体系（m.p.=16.6℃,冰醋酸）当加入少量强酸时，增加的H3O+与Ac-作用，质子转移平衡左移，溶液的pH保持基本不变；当加入少量强碱时，加入的OH-与H3O+结合，质子转移平衡右移，以补充消耗掉的H3O+离子，而溶液的pH保持基本不变抗酸成分抗碱成分缓冲溶液实验pH计算公式:弱酸(HB)及其共轭碱(B-)组成的缓冲溶液：由共轭酸碱对组成的缓冲溶液的pH的计算公式Henderson-Hassabach方程：HB

+

H2OH3O+

+

B-缓冲溶液实验缓冲溶液实验【实验目的】掌握缓冲溶液的配制方法。掌握缓冲溶液的性质和缓冲容量的测定方法。酸度计的使用配制缓冲溶液时，若弱酸及其共轭碱液c(HB)=c(B-)

缓冲溶液的pH由弱酸的解离常数Ka和溶液中共轭酸碱对的浓度比即缓冲比所决定。

配制缓冲溶液时，如果使用相同浓度的弱酸和其共轭碱，则可用体积比代替浓度比。缓冲溶液实验缓冲容量(bufferindex，β

)

缓冲溶液的缓冲能力是有一定限度的。用缓冲容量β

作为衡量缓冲能力大小的尺度。定义为：β愈大，说明缓冲溶液的缓冲能力愈强物理意义:使1L溶液pH值增加（降低）△pH缓冲能力时所需强碱（酸）mol缓冲溶液实验

1.pHS-3C型酸度计使用方法（1）仪器面板

仪器外观

四、实验步骤显示窗口复合电极

（2）复合电极①补加电极溶液；

②自来水冲洗电极；③蒸馏水润洗；④试液润洗；⑤滤纸吸干；⑥放入待测试液中。c.检查补加电极溶液，测试时，取下胶塞。测试完毕，重新盖好。a.使用前浸泡24小时b.使用后自来水冲洗干净，蒸馏水润洗，滤纸吸干，保护帽内加KCl溶液,盖好。

（3）仪器操作流程连接电极导线，连接电源线，并打开仪器开关。预热约30min。2.电源线接入3.电源开关1.电极线接入缓冲溶液实验【实验步骤】

（4）校正酸度计（P32）①用蒸馏水冲洗电极，并用滤纸吸干②将电极浸入标准缓冲溶液中（即由袋装混合磷酸盐配制成的250ml溶液），开启酸度计开关

③测出标准缓冲溶液的温度，按“温度”键输入相同值④待读数稳定后，按“定位”键，仪器显示“StdYES”字样，按“确认”键，进入标定状态，校准PH为6.86缓冲溶液实验【实验步骤】1.缓冲溶液的配制（1）用pH=6.86的标准缓冲溶液校正酸度计（2）配制pH=4.60的缓冲溶液20mL

（P41）0.1mol•L-1HAc（

ml）+0.1mol•L-1NaAc（

ml）→50mL烧杯混匀

→酸度计测定pH

→用2.0mol•L-1NaOH或2.0mol•L-1HAc调节pH至4.60，保留备用缓冲溶液实验配制20mLHAc-Ac-缓冲溶液：缓冲溶液实验（3）配制pH=7.40的缓冲溶液60mL

用碱式滴定管和吸量管

0.2mol•L-1KH2PO4（pKa2=6.86）（

ml）和0.2mol•L-1Na2HPO4（

ml）

→100mL烧杯内混匀

→用酸度计测定其pH

→用2.0mol•L-1NaOH或2.0mol•L-1KH2PO4溶液调节pH为7.40，保留备用缓冲溶液实验配制60mL

H2PO4--HPO42-缓冲溶液：缓冲溶液实验缓冲溶液的性质

按表3-1的体积，用20mL吸量管吸取各种溶液，并测定其pH。根据加入酸、碱或纯水前后pH的改变值，计算缓冲溶液的缓冲容量并说明缓冲溶液具有哪些性质。缓冲溶液实验缓冲溶液实验缓冲溶液实验解释：为什么加入的酸碱的物质的量相同，而缓冲溶液的pH的改变和缓冲容量的大小都不相同？缓冲溶液实验缓冲溶液实验实验6与实验1比较，实验7与实验2比较，解释为什么pH变化大了、缓冲容量小了？【思考题】所配制的缓冲溶液pH的计算值与实验值有一定差异，为什么？造成差异的因素有哪些？根据实验说明什么情况下缓冲溶液具有最大缓冲容量？NaHCO3是否具有缓冲能力？为什么？（pKa1=6.38，pKa2=3.87，缓冲范围是否有重叠）缓冲溶液实验实验台排放4个吸耳球4个胶头滴管吸量管种类规格/mLNaCl20H2O20HAc20NaAc10HCl1NaOH1KH2PO420Buffersolution20自行检查并经老师检查后方可离开！【整理仪器与试剂】将电极