【正文】 其共軛堿，NH3NH4Cl弱堿及其共軛酸所組成的溶液，當(dāng)加入少量強(qiáng)酸或強(qiáng)堿時(shí)，溶液的 pH改變很小。 緩沖溶液的特點(diǎn) ： 抗酸，抗堿，當(dāng)稀釋或濃縮時(shí)， 溶液的 pH值改變很小。 緩沖溶液的作用 ： 許多化學(xué)反應(yīng)和生物化學(xué)過程 中，都必須控制溶液的酸度。 人體血液的 pH= ~ 。當(dāng) pH，新陳代謝所產(chǎn)生的 CO2就不能有效地從細(xì)胞中進(jìn)入血液（進(jìn)入血液中的 CO2 在肺中與 O2交換）； pH，在肺中 CO2就不能有效地同 O2交換而排出體外。 緩沖溶液的原理 若在 HAc 溶液中加入一些 NaAc， NaAc 在溶液中完全解離，于是溶液中 Ac－ 離子濃度增加很多，使醋酸的解離平衡左移，從而降低 HAc 的電離度。 例 ： 如果在 mol dm–3 的 HAc 溶液中加入固體 NaAc，使 NaAc 的濃度達(dá) mol dm–3，求該 HAc 溶液的 [H+] 和解離度 a。 起始濃度 0 0 平衡濃度 － x x + x 解： HAc H+ ＋ Ac－ 將各平衡濃度代入平衡常數(shù)表達(dá)式 : 由于 c0／ Kb? ? 500，同時(shí)可認(rèn)為 ＋ x ≈ ，－ x ≈ 。故平衡常數(shù)表達(dá)式變?yōu)椋? a( 0 . 2 0 )0 . 1 0xxKx? ???a0 .2 00 .1 0xK ?56a0 .1 0 0 .1 0 1 .8 1 0 9 .0 1 00 .2 0 0 .2 0Kx ? ???? ? ? ? 即 [H+]＝ 10–6 moldm–3 解離度 630[ H ] 9 .0 1 0 9 .0 1 0 %0 .1ac????? ? ? ? 在弱電解質(zhì)的溶液中，加入與其具有共同離子的強(qiáng)電解質(zhì)，使弱電解質(zhì)的解離平衡左移，從而降低弱電解質(zhì)的解離度。這種影響叫做 同離子效應(yīng) 。 弱酸及共軛堿 HBNaB (cHB, cB)緩沖體系 ： 物料平衡 (MBE): [HB]+[B]= cHB+cB 電荷平衡 (EBE): [H+]+[Na+]=[OH]+[B] 可得： [B]= cB + [H+] [OH]； [HB]= cHB– [H+] + [OH] 將 [B]和 [HB]代入 HB電離方程式 [H+]=Ka[HB]/[B]= Ka(CHB –[H+]+[OH])/(cB+ [H+] –[OH]) 當(dāng) pH6, [OH]可忽略； pH8, [H+]可忽略；分別得到計(jì)算緩沖溶液中 [H+]的 近似公式 ： [H+]=Ka(cHB – [H+])/(cB + [H+]) 緩沖溶液 pH的計(jì)算 弱酸 HBB (cHB, cB)緩沖體系： 若 cHB和 cB都比較大，且 cHB20[H+]， cB20[H+]；或cHB20[OH]， cB20[OH]時(shí)，緩沖溶液最簡式 [H+]=KacHB/cB pH=pKa+ lg([B]/[HB])=pKa+lg(cB/cHB) 對(duì)于緩沖溶液， pKa為常數(shù)，適當(dāng)改變 cHB和 cB的比例 , 可在一定范圍之內(nèi)配制不同 pH緩沖溶液 緩沖溶液 pH的計(jì)算 例： 將 50 mL mol/L NaOH與 100 mL mol/L HAc 溶液混合，假設(shè)混合后總體積為混合前體積之和。計(jì)算所得溶液的 pH。 解： NaOH+HAc=NaAc+H2O, HAcNaAc緩沖溶液體系 cAc=( 50)/(50+100)= mol/L cHAc=( 50)/(50+100)= mol/L [H+]=KacHAc/cAc= 105 105 mol/L pH= (確認(rèn) cHAc 20[H+]， cAc20[H+]) 緩沖溶液 pH的計(jì)算 例： 計(jì)算含有 mL HAc和 103 mol/L NaAc溶液 pH 解：利用最簡式求得溶液近似 H+濃度： [H+]=Ka(cHAc/cAc)= 105 ( 103) = 104 mol/L cHAc 20[H+]， cAc 與 [H+] 相近 故采用近似式： [H+]=Ka(cHB –[H+])/(cB+[H+]) ≈ 105 ( 103+[H+]) [H+]= 104 mol/L, pH= 最簡式和近似式計(jì)算誤差： ( 104 – 104)/ 104 ＝ 18％ 緩沖溶液 pH的計(jì)算 緩沖溶液具有 緩沖容量 緩沖容量的大小與共軛酸堿的濃度及其比值有關(guān)。共軛酸堿的濃度越大， cHAc/cAc的比值相近，緩沖容量越大。 緩沖范圍 ： pH=pKa177。 1 HAcNaA緩沖體系 : pKa＝ ，緩沖范圍 pH= ~ 緩沖容量與緩沖范圍 緩沖溶液種類： (1)標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液 飽和酒石酸氫鉀 ( mo/L), pH= mol/L鄰苯二甲酸氫鉀 mol/L mol/LNa2HPO4, mol/L 硼砂 緩沖溶液的種類、選擇和配制 (2) 常用緩沖溶液 HAcNaAc KH2PO4K2HPO4 緩沖溶液的選擇 (1)對(duì)反應(yīng)無干擾； (2)所需控制的溶液的 pH值必須在緩沖溶液的 有效 pH=pKa177。 1 范圍之內(nèi)， pH約等于 pKa； (3)具有足夠的緩沖容量，緩沖組分的濃度在 mol/L之間，且緩沖組分的濃度相接近。 緩沖溶液的種類、選擇和配制 緩沖溶液的配制 例： 欲配制 pH=, cHAc為 mol/L的緩沖溶液，需要NaAc3H2O晶體多少克？需要 mol/L HAc溶液多少毫升？ 解 : pH=, [H+]= 105 mol/L [H+]=KacHAc/cAc cAc = KacHAc/ [H+]= 105 105= mol/L m= =49g 需要 ： V = ， V= L 緩沖溶液的種類、選擇和配制 緩沖溶液的種類、選擇和配制 ? 對(duì)于弱堿－弱堿鹽組成的緩沖溶液 ： ？ ? （弱堿－共軛酸組成的緩沖溶液） ? 例如： NH3NH4Cl弱堿及其共軛酸組成的緩沖溶液 pH=pKa+ lg([B]/[HB])=pKa+lg(cB/cHB) pH=pKa+ lg([NH3]/[NH4+])=pKa+lg(c NH3 /c NH4+) Ka： 共軛酸的電離常數(shù)； Ka＝ Kw/Kb pOH=pKb+ lg([NH4+]/[NH3])=pKb+lg(c NH4+ /c NH3) 作業(yè) ? P137 ? 3, 4, 5, ? 8, (2) (4) (5) (6) ? 12, (2) (4) ? 13,(2) (4) ? 15, 17, 19