福州大学：《大学基础化学》课程教学课件（PPT讲稿）第七章 缓冲溶液

第7章缓冲溶液 ÷一、同离子效应 在弱酸或弱碱的电解质溶液中，加入与其 具有共同离子的强电解质使电离平衡向 左移，从而降低了弱电解质的电离度， 这种影响叫同离子效应

第7章缓冲溶液 ❖ 一、同离子效应 在弱酸或弱碱的电解质溶液中，加入与其 具有共同离子的强电解质使电离平衡向 左移，从而降低了弱电解质的电离度， 这种影响叫同离子效应

例如 如在HAc溶液中加入一些NaAc,NaAc在溶 液中完全电离，则Ac离子浓度增加很多，会 使醋酸电离平衡左移，也降低HAc电离度。设 在0.1Omo·dm3的HAc溶液中加入固体NaAc, 使NaAc的浓度达0.20mol·dm3,求溶液中的 [H]和电离度c

例如 如在HAc溶液中加入一些NaAc，NaAc在溶 液中完全电离，则Ac－离子浓度增加很多，会 使醋酸电离平衡左移，也降低HAc电离度。设 在0.10mol·dm-3的HAc溶液中加入固体NaAc， 使NaAc的浓度达0.20 mol·dm-3，求溶液中的 [H+]和电离度

解： HAc←-→Ht +Ac- 开始时相对浓度01 0 0.2 平衡时相对浓度0.1-× X 0.2+X x为[H] 平衡常数表达式 K°a=x(0.2+x)/(0.1-x)

解： HAc ←→ H+ + Ac- 开始时相对浓度 0.1 0 0.2 平衡时相对浓度 0.1-x x 0.2+x x为[H+ ] 平衡常数表达式 K ø a ＝x(0.2+x)/(0.1-x)

由于C/Ka>>400,且平衡左移，近似得 0.2+x=0.20.1-x=0.1 所以平衡常数的表达式为： Ka=0.2×/0.1 x=0.1Ka/02 若不加入NaAc,得 K°a=1.8×10-5代入 CH+=1.3×10-3 得x=9.0×10-6 a=CH+/C=1.3% 即H]=9.0×10-6 mol-dm3 所以说，加入NaAc固体， 电离度=H/C0 由于Ac一的影响使HAc的 =9.0×10-60.1 缩小了144倍。 =9.0×10-3%

由于C0 / K ø a >> 400,且平衡左移，近似得 0.2+x=0.2 0.1-x=0.1 所以平衡常数的表达式为： K ø a＝0.2 x / 0.1 x=0.1 K ø a/0.2 K ø a=1.8×10－5代入 得 x=9.0×10－6 即[H+ ]=9.0×10-6 mol·dm-3 电离度 =[H+ ]/ C0 =9.0×10－6 /0.1 =9.0×10－3﹪ 若不加入NaAc, 得 CH+ = 1.3×10－3  = CH+/ C = 1.3﹪ 所以说, 加入 NaAc固体， 由于Ac－的影响使HAc的 缩小了144倍

三、缓冲液的组成和作用 1、能抵抗少量强酸、强碱和水的稀释而 保持体系的PH值基本不变的溶液称缓冲 溶液。 2、一般是由弱酸和它的共轭碱 或由弱碱和它的共轭酸所组成， HAc NaAc NH3H2O+NHCI Na2H2PO+ NaHPO,等可配置成不同PH值的缓冲溶液

二、缓冲溶液的组成和作用 1、能抵抗少量强酸、强碱和水的稀释而 保持体系的PH值基本不变的溶液称缓冲 溶液。 2、一般是由弱酸和它的共轭碱 或由弱碱和它的共轭酸所组成， 如 HAc ＋ NaAc ； NH3·H2O+NH4 Cl ； Na2H2 PO4 + NaHPO4等可配置成不同PH值的缓冲溶液

3、缓冲溶液为什么能控制溶液PH值基本不变？以HAG +NaAc为例： 计算在0.050mol1的HAc和0.050mol1的NaAc溶液中 加入 0.010mol-1的HCl前后PH值。 (1)加入前：HAC←→H++AC 初始0.0500 0.050 平衡时0.050-×× 0.050+X 得[H]=X=Ko×C酸/C碱 由于Co/K°a>400且平衡左移，近似得 0.050+X=0.0500.050-X=0.050 即[H]=Ka所以PH=4.76

3、缓冲溶液为什么能控制溶液PH值基本不变？以HAc ＋NaAc为例： 计算在0.050mol·l -1的 HAc和0.050 mol·l -1的NaAc溶液中 加入 0.010 mol·l -1的HCl前后PH值。 （1） 加入前：HAc ←→ H＋ + Ac－ 初始 0.050 0 0.050 平衡时 0.050-x x 0.050+x 得 [H+ ]＝ x = K ø a ×C酸/C碱 由 于 C0/ K ø a >> 400 且 平衡左移 ， 近似得 0.050+x=0.050 0.050-x=0.050 即 [H+ ]＝K ø a 所以 PH=4.76

PH=PK2-lg(C霞/Ct） 假如1升中加入HCl后，反应生成0.010 mol HAc, 则反应关系变得： C酸=0.050+0.010=0.060 C=0.050-0.010=0.040 PH=PK2-lg(C酸/C） =4.76-0.17 如果是加强喊0.010mol, =4.59 PH=PK-lg(C酸/C骥) =4.76-（-0.17) =4.93

PH＝PKa－lg（C酸/C碱） 假如1升中加入HCl后， 反应生成0.010 mol HAc， 则反应关系变得： C酸＝0.050+0.010＝0.060 C碱＝0.050-0.010＝0.040 PH＝PKa－lg（C酸/C碱） ＝4.76-0.17 ＝4.59 如果是加强碱0.010mol ， PH＝PKa－lg（C酸/C碱） ＝4.76- （- 0.17 ） ＝4.93

4爱冲溶液的特点： (1)PH值或POH值的-般表达式： PH=PK酸-0g(C酸/C碱) POH=PK碱-og(C碱/C酸) 所以，PH值或POH值主要取决于PKa值，但与 C酸/C碱有关， 但PH的缓冲范围-般是：PH=PK±1 (2)酸度或碱度和盐的浓度越大，则缓冲能力 强，但在C酸/C碱 的比值为1时，缓冲性能最好

4、缓冲溶液的特点： （1）PH值或POH值的一般表达式： PH＝PK ø酸－㏒（C酸/C碱） POH＝PK ø碱－㏒（C碱/C酸） 所以，PH值或POH值主要取决于PK ø值，但与 C酸/C碱 有关， 但PH的缓冲范围一般是：PH = PK±1 （2）酸度或碱度和盐的浓度越大，则缓冲能力 强，但在C酸/C碱 的比值为1时，缓冲性能最好

(3)用水稀释 PH=PK酸-0g(C酸/C碱) 或 POH=PKo碱-0g(C碱/C酸) PH不变 5、配制缓冲溶液 酸+共轭碱，如：HAc+NaAc;NH3H20+NH4CI; Na2H2P04+NaHPO4;HCO3-+C032- 过量NH+适量HCI 过量NaAc+适量NaOH?? 过量NH,++适量NaOH 过量NaAc+适量HCI

过量NH3+适量HCl 过量NH4 ＋+适量NaOH 过量NaAc+适量HCl 5、配制缓冲溶液 酸＋共轭碱 ，如： HAc＋NaAc；NH3·H2O+NH4Cl； Na2H2PO4+ NaHPO4；HCO3 －+CO3 2－ （3）用水稀释 PH＝PK ø酸－㏒（C酸/C碱） 或 POH＝PK ø碱－㏒（C碱/C酸） PH不变 过量NaAc+适量NaOH？？

配制pH=7的缓冲溶液时，选择最合适的缓冲对是- - (Ka HAc=1.8×10-5,KbNH3=1.8×10-5; H3P04:Kal=7.52×103,Ka2=6.23×10-8 Ka3=4.4X10-13; H2C03:Ka1=4.30×10-7,Ka2=5.61×101l (A)HAc-NaAc (B)NH3-NH4CI (C)NaH2PO4-Na2HPO4 (D)NaHCO3-Na2CO3

❖ 配制 pH = 7 的缓冲溶液时, 选择最合适的缓冲对是- -( ) ( Ka HAc= 1.8×10-5 , Kb NH3= 1.8×10-5 ; H3PO4 : Ka1 = 7.52×10-3 , Ka2= 6.23×10-8 , Ka3= 4.4×10-13 ; H2CO3 : Ka1 = 4.30×10-7 , Ka2= 5.61×10-11) (A) HAc-NaAc (B) NH3-NH4Cl (C) NaH2PO4-Na2HPO4 (D) NaHCO3-Na2CO3