武汉大学：《大学化学》课程教学资源（PPT课件讲稿）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№aAc,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0.10mo|·dm3的HAc溶液中加入固体NaAc, 使NaAc的浓度达0.20mo·dm3,求溶液中的 [H]和电离度a

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 →I++Ac 开始时相对浓度0.10 0.2 平衡时相对浓度0.1-XX0.2+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C0/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 K°a=0.2X/0.1 x=0.1K°a/0.2 若不加入NaAc,得 K°=18×105代入 H+=1.3×10-3 得x=9.0×10-6 C=CH/C=13% 即[H=9.0×106modm3 所以说,加入NaAc固体, 电离度=[/C0 由于Ac的影响使HAc的 9.0×10-/0.1 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

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, HAc+ NaAc; NHa H,0+NH,CI; Na,H, PO,+ NaMPo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HAc +NaAc为例 计算在0.050mo|-1的HAC和0.050mol-1的NaAc溶液中 加入 0010mo|-1的HCl前后PH值 (1)加入前:HAc←H++AC 初始0.05000.050 平衡时0.050-XX0.050+X 得[H]=X=KxC酸/C碱 由于Co/Ka>>400且平衡左移,近似得 0.050+X=0.0500.050-X=0.050 即[H+]=K°2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=PKa-(c酸/C) 假如1升中加入HCI后,反应生成0.010 mol hac, 则反应关系变得: C酸=0.050+0.010=0.060C碱=0.050-0.010=0.040 PH=PKa-0(C酸/C碱) =4.76-0.17 如果是加强碳0.010mol 4.59 PH=PK-lg(CE/C) =4.76-(-0.17) =493

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、缓冲溶液的特点: (1)PH值或POH值的一般表达式 PH=PK"酸-如g(C酸/C碱 POH=PK"碱-奶g(C碱/C酸) 所以,PH值或POH值主要取决于PK硏值,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

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-如0g(C酸/C碱) 或POH=PK6碱-奶og(C碱/C酸) PH不变 5、配制缓冲溶液 酸+共轭碱,如:HAc+NaAc;NH3:H20+NH4Cl; Na2H2PO4+ NaHPO4: HCO3+C032 过量NH3+适量HCl 过量NaAc+适量NaOH?? 过量NH4+适量NaOH 过量NaAc+适量HCl

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？？

冷配制pH=7的缓冲溶液时,选择最合适的缓冲对是 ( Ka hac=1.8×103,KbNH3=1.8×1035 H3PO4:Ka1=7.52×103,Ka2=623×108 Ka3=44×1013; H2CO3:Ka1=4.30×10,Ka2=561×101) (A) HAC-NaAc (B)NH3-NH4CI (C) NaH2PO4-Na2HPO4 (D) NaHCO3-Na2 CO3

❖ 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