山东第一医科大学（泰山医学院）：《基础化学》课程教学资源（实验指导，打印版）缓冲溶液的配制与性质

实验8缓冲溶液的配制与性质 一、实验月的 1.学习缓冲溶液的配制方法。 2.加深对缓冲溶液性质的理解 3.进一步理解缓冲容量与总浓度和缓冲比的关系。 二、实验原理 缓冲溶液的特点是：当加入少量的强酸、强碱或适当稀释时，其pH值不发 生明显的改变。它一般由弱酸(A)和它的共轭碱(B)两大组分混合而成。缓 冲溶液的近似pH值可利用Henderson-Hasselbalch方程计算： (1) 式中：K为弱酸的解离常数，[A、B]分别为共轭酸碱的平衡浓度。 若配制缓冲溶液所用的弱酸和它的共轭碱的原始浓度相同，则配制时所取弱 酸和它的共轭碱的体积(V)的比值等于它们平衡浓度的比值，所以上式可以写 pI=pK+e号 (2) 成： 由公式(2)可知，若改变两者的体积之比，可得到一系列pH值不同的缓 冲溶液。需要指出的是，由上述两式计算所得的pH值是近似的，精确的计算应 该用活度。 缓冲容量是衡量缓冲能力大小的尺度，它的大小与缓冲溶液的总浓度和缓冲 比有关。缓冲比不变时，总浓度越大，缓冲容量越大：总浓度不变时，缓冲比越 接近1：1，缓冲容量越大。 三、仪器与药品 仪器：酸度计吸量管(10mL)量筒(25mL)烧杯(25mL)大 试管容量瓶(25mL)。 药品：广泛pH试纸甲基红指示剂0.1 molL-HAc1 mol-L-HAc 0.1 mol-LNaAc I mol-L NaAc 0.05 mol-L NaHCO3 0.05 mol-L-Na2CO;0.1 mol-L-HCI pH=4.0的HC1溶液

0.1 mol-L-NaOH pH=10.0NaOH溶液. 四、实验步聚 1.缓冲溶液的配制 按下表内所示的组成，计算配制pH值为4.0的甲缓冲溶液20.0mL所需各 组分的体积。参考教科书，确定配制pH值精确至10.00的乙缓冲溶液25.00mL 所需各组分的体积。填写下表。 缓冲溶液pH值 组分 所需组分体积(mL)实测pH值 甲 0.1 mol-L-HAc 4.0 20.0mL 0.1 mol-L-NaAc 乙 0.05 mol-L NaHCO 10.00 25.00ml 0.05 molL-Na2CO3 根据上表中计算出的用量，用量筒量取所需体积的HAc和NaAc于小烧杯 中，配制甲缓冲溶液，然后用pH试纸测其pH值，填入表中，配制乙缓冲溶液时， 用吸量管吸取所需体积的0.05moL1Na,C03溶液于25mL的容量瓶中，然后 用0.05 moILNaHCO,溶液稀释至刻度，摇匀。用酸度计准确测其pH值，填 入表中。比较甲、乙缓冲溶液pH值的实测值与给出值是否相符。保留上述两种 缓冲溶液待下面实验用。 2.缓冲溶液的性质 取12支大试管，3个一组分四组标好号码。第一组用量筒各加pH=4.0的 盐酸5.0mL;第二组各加甲缓冲溶液5.0mL:第三组各加pH=10.0的氢氧化钠 5.0mL:第四组各加乙缓冲溶液5.0mL。在按表中的用量，在各组三支试管中 分别加入强酸、强碱和蒸馏水，用广泛pH试纸测各试管中溶液的pH值，记录 结果，说明原因。 入试剂0.1moHLHCI0.1 molLNaC0H 蒸馏水 (四滴) (四滴) (5mL) 溶液 盐酸溶液(pH=4) 甲缓冲溶液(pH=4) 氢氧化钠(pH=10) 乙缓冲溶液(pH=10)

3.缓冲容量 (1)缓冲容量与缓冲溶液的总浓度的关系取两支大试管，在一支中加入 0.1 molLHAc和0.1 molL-NaAc各2.5mL:另一支加入1.0 molL HAc和 1.0 molL NaAc各2.5mL,混匀。这时两管内溶液的pH值是否相同？两管中 各加入2滴甲基红（甲基红指示剂：pH6.3呈黄色），溶液呈何 种颜色？然后分别逐滴加入2.0 molL-NaOH(每加一滴均须摇匀)，直至溶液恰 好变为黄色。记录各管所加NaOH的滴数，解释所得结果。 加指示剂后 溶液恰好变为黄色 缓冲溶液 溶液颜色 需加NaOH的滴数 0.1 molL HAc 0.1 mol-L NaAc 1.0 mol-L-HAc 1.0 mol-L NaAc (2)缓冲容量与缓冲比的关系取两只小烧杯，按表所示的量，分别用量筒 量取所需量的0.05 molL NaHC03和0.05 mol-L Na2C03,配制不同缓冲比的 缓冲溶液。用酸度计测其pH值。然后分别用吸量管吸取0.1 mol-L NaOH溶液 1.00mL加入两个烧杯中，再测其pH值，将结果记录于上表中，解释原因。 缓冲溶液 体积(mL)[B]/LA]pH值 加碱后pH值 △pH值 0.05 molL NaHCO3 6.0 0.05 mol-L Na2CO3 6.0 0.05 mol-L NaHCO3 10.0 0.05 molL Na2CO3 2.0 五、思考与讨论 1.用Henderson-Hasselbalch方程式计算的pH值为何是近似的？应如何校正？ 2.若把本实验步骤3(2)中的组分比从5：1改为1：5，则加入同样量的NaOH后， △pH值是否相同？