緩沖容量與緩沖溶液PPT課件

第六節(jié)緩沖容量與緩沖溶液的配制,一、緩沖容量（一）緩沖容量的概念為了定量地表示緩沖溶液緩沖能力的大小，采用緩沖容量（也稱緩沖指數(shù)或緩沖值）來衡量。,定義：使1L或1ml緩沖溶液的pH值改變一個(gè)單位所需加入一元強(qiáng)酸或一元強(qiáng)堿的物質(zhì)的量（mol或mmol），稱為該緩沖溶液的緩沖容量。,式中b為單位體積緩沖溶液的pH值改變pH個(gè)單位時(shí)所加一元強(qiáng)酸或一元強(qiáng)堿的物質(zhì)的量。緩沖容量均為正值。通常緩沖容量的單位為molL-1pH-1。,例2-6試求例2-4中加強(qiáng)酸（HCl）或強(qiáng)堿（NaOH）時(shí)該緩沖溶液的緩沖容量。,例2-4的計(jì)算結(jié)果是：pH=0.06代入（210）式，得,解：（1）加HCl時(shí)的緩沖容量：在1L緩沖溶液中加入0.005mol的HCl，則,例2-4的計(jì)算結(jié)果是：pH=0.07代入（210）式，得,（2）加NaOH時(shí)的緩沖容量：在1L緩沖溶液中加入0.005molNaOH，則：,（二）影響緩沖容量的主要因素1.緩沖溶液總濃度當(dāng)緩沖比一定時(shí)，緩沖溶液的總濃度愈大，緩沖能力就愈大。在一定范圍內(nèi)稀釋時(shí)，緩沖容量也減小。2.緩沖比當(dāng)緩沖溶液的總濃度一定時(shí)，若共軛堿共軛酸=1，則緩沖容量最大。此時(shí)，溶液的pH=pKa。緩沖比離1愈遠(yuǎn)，pH值偏離pKa愈遠(yuǎn)，緩沖容量愈小。,實(shí)驗(yàn)和計(jì)算表明，當(dāng)緩沖比在110和101之間時(shí)，即溶液的pH值在pKa-1和pKa+1之間時(shí)，溶液具有較大的緩沖能力。在化學(xué)上把具有緩沖作用的pH值范圍，即pH=pKa1稱為緩沖溶液的緩沖范圍。表2-2列出的是幾種常用緩沖溶液中共軛酸的pKa及緩沖系的緩沖范圍。,二、緩沖溶液的配制配制一定pH值的緩沖溶液，應(yīng)按下列原則和步驟進(jìn)行：（1）選擇適當(dāng)?shù)木彌_對，使所選緩沖對中共軛酸的pKa與欲配制的緩沖溶液的pH值盡可能相等或接近，偏離的數(shù)值不應(yīng)超過緩沖溶液的緩沖范圍。,例如，配制pH值為4.8的緩沖溶液，可選擇HAc-NaAc緩沖對，因?yàn)镠Ac的pKa=4.75。又如配制pH值為5.2的緩沖溶液，應(yīng)選擇KHC8H4O4-KNaC8H4O4緩沖對，因?yàn)镵HC8H4O4的pKa=5.4，與欲配制緩沖溶液的pH值(5.2)最接近。,（2）要有一定的總濃度，一般在0.05molL-10.20molL-1之間較宜，其相應(yīng)的值在0.010.1之間。（3）為了使緩沖溶液具有較大的緩沖容量，應(yīng)盡量使緩沖比接近于1。實(shí)際工作，常常使用相同濃度的共軛酸、堿溶液配制。設(shè)緩沖溶液的總體積為V總，共軛酸的體積為VHB、共軛堿的體積為VB-，混合前共軛酸、堿的濃度均為c，則：,利用此式，只需按共軛酸堿溶液體積的比值配制緩沖溶液。,代入（28）式，得,代入（2.11）式，得,例2-7用0.10molL-1HAc和0.10molL-1NaAc溶液配制pH=4.95的緩沖溶液100ml，計(jì)算所需兩溶液的體積。解：已知：HB=B-=0.10molL-1,即取0.10molL-1HAc38.8ml和0.10molL-1NaAc61.2ml混合可得pH=4.95的緩沖液100ml。,故,另外，也常采用在一定量的弱酸溶液中，加入一定量的強(qiáng)堿，中和部分弱酸（即生成弱酸的共軛堿）的方法，必須明確兩個(gè)問題：（1）弱酸的物質(zhì)的量（mol或mmol）必須多于強(qiáng)堿的物質(zhì)的量（mol或mmol）。（2）反應(yīng)時(shí)被中和弱酸的物質(zhì)的量等于強(qiáng)堿的物質(zhì)的量，也等于生成的共軛堿的物質(zhì)的量，這樣剩余的弱酸與生成的共軛堿組成緩沖對。,例2-8現(xiàn)欲配制pH=5.0的緩沖溶液，試計(jì)算在50ml0.10molL-1HAc溶液中加入0.10molL-1的NaOH溶液多少毫升？解：設(shè)需加入的NaOH溶液為xml，則加入NaOH的物質(zhì)的量為0.10 x(mmol)，生成的NaAc的物質(zhì)的量也是0.10 x(mmol)，那么，全部中和NaOH后剩余的HAc的物質(zhì)的量為(0.10500.10 x)(mmol)。,已知：pKa=4.75pH=5.00代入（29）式，得,所以，在50ml0.10molL-1HAc溶液中加入32.00ml0.10molL-1NaOH溶液，即可得到pH=5.00的緩沖溶液。應(yīng)該指出，用緩沖方程