基础化学实验：缓冲溶液的配制与性质（pHS-3C）

指导李栢林基础化学实验2/11/20231基础化学实验缓冲溶液的配制与性质基础化学实验三2/11/20232基础化学实验

1.掌握缓冲溶液的配制方法。

2.掌握缓冲溶液的性质和缓冲容量的测定方法。一、实验目的2/11/20233基础化学实验缓冲溶液具有抵抗外来少量强酸、强碱或稍加稀释保持pH基本不变的能力。由共轭酸碱对组成的缓冲溶液的pH的计算公式Henderson-Hassabach方程：配制缓冲溶液时，如果使用相同浓度的弱酸和其共轭碱，则可以用体积比代替浓度比：

二、实验原理2/11/20234基础化学实验配制20mLpH=4.60的HAc-Ac-缓冲溶液，需要相同浓度的HAc和Ac-储备液的体积为：解得2/11/20235基础化学实验配制60mLpH=7.40的H2PO4--HPO42-缓冲溶液，需要相同浓度的H2PO4-和HPO42-储备液的体积为：解得2/11/20236基础化学实验根据缓冲溶液的定义，缓冲溶液的缓冲容量为：

2/11/20237基础化学实验根据缓冲溶液的定义，缓冲溶液的缓冲容量为：根据此公式，计算一下实验中各磷酸缓冲溶液的缓冲容量，与实测所得结果进行比较。2/11/20238基础化学实验

1.仪器：酸式滴定管(25mL)；刻度吸管(10mL);PHS-2C酸度计。

2.器材：烧杯(50mL，200mL)；洗耳球。

3.试剂：NaOH

（2.0mol·L-1）

;

HAc

（0.1mol·L-1;2.0mol·L-1

）;

NaAc

（0.1mol·L-1）;NaH2PO4

（0.2mol·L-1;2.0mol·L-1

）;Na2HPO4

（

0.2mol·L-1）

。三、仪器、器材与试剂2/11/20239基础化学实验

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2/11/202310基础化学实验

（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。2/11/202311基础化学实验

（3）开机前的准备①将多功能电极架“1”插入多功能电极架插座中,并固定好。②将处理后的pH复合电极安装在电极架上。与酸度计接好。

2/11/202312基础化学实验（4）仪器操作流程①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2/11/202313基础化学实验②仪器首先显示“pHS-3C”字样，稍等，会显示上次标定后的斜率以及E0值。然后进入测量状态，显示当前的电位值或者pH值。此时，在显示屏上方显示的是电位值或pH值，下方显示的是当前的温度值。或2/11/202314基础化学实验③在测量状态下，按“pH/mV”键可以切换显示电位以及pH值。本实验切换到“pH”模式。或反复按此键切换测试pH或mV值2/11/202315基础化学实验（3）标定步骤①电极用自来水冲洗、蒸馏水润洗、滤纸吸干；②将电极插入标准缓冲溶液（pH6.86）中；③用温度计测出被测溶液的温度，按“温度”键，使温度显示为被测溶液的温度；

设定温度为被测溶液的温度2/11/202316基础化学实验用温度计测出被测溶液的温度，然后按“温度”或“温度”键，使温度显示为被测溶液的温度，按“确认”键，即完成当前温度的设置（按“pH/mV”键放弃设置）,返回测量状态。

a.按此键设定温度b.按此键确定设置2/11/202317基础化学实验④按“定位”键，仪器显示“StdYES”字样，按“确认”键，进入标定状态，仪器自动识别并显示当前温度下的标准pH值；⑤按“确认”键，完成一点标定（斜率为100%）；

1.按下“定位”，仪器显示“StdYES”3.仪器自动别当前温度下的pH2.按下“确定”4.读数稳定后,按下“确定”，标定结束，进入测试状态。2/11/202318基础化学实验（4）测量pH值经标定过的仪器即可用来测定待测溶液，待测溶液与标定溶液温度相同与否，所采用的测定步骤也不相同。具体操作步骤如下：

①待测溶液温度与定位溶液温度相同时，测定步骤如下：

a.用蒸馏水清洗电极，再用被测溶液清洗一次；

b.把电极浸入被测溶液中，用玻璃棒搅拌溶液，稳定后，在显示屏上读出溶液的pH值。

2/11/202319基础化学实验

②待测溶液温度与定位溶液温度不相同时，测定步骤如下：

a.用蒸馏水润洗电极，用滤纸吸干；

b.用温度计测出被测溶液的温度值；

c.按“温度”键，使仪器显示为被测溶液温度值，然后按“确认”键；

d.把电极插入被测溶液内，用玻璃棒搅拌溶液，稳定后，在显示屏上读出溶液的pH值。

2/11/202320基础化学实验pHS-3C实验室pH操作流程图2/11/202321基础化学实验

2.缓冲溶液的配制（1）配制pH=4.60的缓冲溶液20mL。根据计算用量，用酸式滴定管放出0.1mol·L-1HAc溶液，用刻度吸管吸取0.1mol·L-1NaAc溶液，置于50mL烧杯内混匀。用酸度计测定其pH，并用2.0mol·L-1NaOH溶液或者2.0mol·L-1

HAc溶液调节，使其pH为4.60。2/11/202322基础化学实验（2）配制60mLpH=7.40的NaH2PO4-Na2HPO4缓冲溶液。根据计算用量，用酸式滴定管放出0.2mol·L-1NaH2PO4溶液和碱式滴定管放出0.2mol·L-1Na2HPO4溶液，置于200mL烧杯内混匀。用酸度计测定其pH,并用2.0mol·L-1NaOH或者2.0mol·L-1Na2HPO4溶液调节，使其pH为7.40，保留备用。2/11/202323基础化学实验

3.缓冲溶液的性质按照后面表1的体积，将上述60mL缓冲溶液用吸量管分为3份，分别加入酸、碱及纯水，并测定其pH。用生理盐水作对比实验。表1中第3组实验后的溶液再分为2份，作为第6、7组实验的溶液。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。2/11/202324基础化学实验表1.酸、碱及稀释对缓冲溶液pH的影响

序号20mL溶液

pH1

加入酸、碱或水的量pH2pH10.2mol·L-1NaH2PO4Na2HPO4

7.400.25mL1mol·L-1HCl

20.2mol·L-1NaH2PO4Na2HPO4

7.400.25mL1mol·L-1NaOH

30.2mol·L-1NaH2PO4Na2HPO4

7.4020mL纯水

4生理盐水0.25mL1mol·L-1HCl5生理盐水0.25mL1mol·L-1NaOH6