第五章 緩沖溶液

1、NH3.H2O OH - + NH4+NH4Cl Cl- + NH4+HAc H+ + Ac NaAc =Na+ + Ac u 取試管二支，各加入蒸餾水取試管二支，各加入蒸餾水10ml， HAc-NaAc、 H2CO3 NaHCO3、 H2CO3 KHCO3、 H3PO4NaH2PO4、 H3PO4 KH2PO4、有機(jī)酸有機(jī)酸鹽等有機(jī)酸有機(jī)酸鹽等。 NH3H2O NH4Cl NaHCO3 Na2CO3、 KHCO3 K2CO3、 NaH2PO4 Na2HPO4 一個(gè)共軛酸堿體系一個(gè)共軛酸堿體系u抗酸成分：抗酸成分： Ac-（主要來(lái)自（主要來(lái)自NaAc）u抗堿成分：抗堿成分：HAc抗堿作用：抗堿

2、作用：HAc+OH- Ac-+H2O抗酸作用：抗酸作用：Ac-+H+ HAc抗酸成分：抗酸成分：NH3抗堿成分抗堿成分： NH4+ （主要來(lái)自主要來(lái)自NH4Cl） 抗酸成分抗酸成分： CO32-（Na2CO3） 抗堿成分抗堿成分： HCO3-（NaHCO3）抗堿：抗堿：HCO3-+OH- CO32-+H2O抗酸：抗酸：CO32-+H+ HCO3- 抗酸成分：抗酸成分： HPO42-（Na2HPO4） 抗堿成分：抗堿成分： H2PO4- （NaH2PO4） 抗酸：抗酸： HPO42-+H+ H2PO4- 抗堿：抗堿： H2PO4-+OH- HPO42-+H2O u實(shí)際工作中，配制時(shí)以等濃度的酸、

3、鹽實(shí)際工作中，配制時(shí)以等濃度的酸、鹽溶液以不同體積混合，則公式可轉(zhuǎn)變?yōu)椋喝芤阂圆煌w積混合，則公式可轉(zhuǎn)變?yōu)椋?lg酸鹽 pKapHlg酸鹽VVpKapH 推導(dǎo)公式：推導(dǎo)公式：HA H+A- HA:酸酸 MA=M+A- MA:鹽鹽， u溫度對(duì)緩沖溶液溫度對(duì)緩沖溶液pH的影響：的影響：T,Kw,pKw,從而使從而使pHlg14鹽堿bpKpHlg鹽堿bpKpOHlg鹽堿pKbKwpHu解：解：4.750.10.1lg510lg1.76酸鹽lgHAcpKpHu由于加入由于加入HCl，它所電離出來(lái)的，它所電離出來(lái)的H+與緩沖溶液與緩沖溶液中的中的Ac結(jié)合生成了結(jié)合生成了HAc分子，溶液中的分子，溶液中的

4、Ac降低，降低，HAc 增加。即：增加。即：4.740.014.750.1010.099lg4.75pHu由于加入由于加入NaOH溶液，它所電離出來(lái)的溶液，它所電離出來(lái)的OH與緩沖溶液中的與緩沖溶液中的H+結(jié)合生成了水，溶液中結(jié)合生成了水，溶液中HAc降低，降低，Ac增加。即：增加。即： pH =4.75 + lg099. 0101. 0= 4.750.01= 4.764.76u 解：混和后，溶液中：解：混和后，溶液中： 0.1mol/L20.2NaAc0.04mol/L,20.08HAc15. 54 . 075. 404. 01 . 0lg)1076. 1lg(pH5u解：解：u解：加入解：

5、加入10mLHCI或或NaOH溶液的總體積為：溶液的總體積為： 90mL + 10mL=100mL25. 975. 4141 . 0lg75. 414pH)L/mol(089. 01001001. 0100901 . 0cb)L/mol(091. 01001001. 0100901 . 0cs24. 901. 075. 414091. 0089. 0lg75. 414pH1009010010cb=0.1 +0.01= 0.091(mo1/L）1009010010cs=0.10.01=0.089 (mo1/L)=14 4.75 + 0.01=9.26pH=144.75 + lg089. 0091

6、. 0四、四、 緩沖溶液緩沖溶液pH的計(jì)算的計(jì)算u 一般選擇濃度范圍為：一般選擇濃度范圍為： 0.05mol/L-0.5mol/L;表表5 5一一2 2 幾種常用緩沖溶液中弱酸的幾種常用緩沖溶液中弱酸的p pK Ka a 緩沖溶液的組成緩沖溶液的組成 作為弱酸的作為弱酸的p pK Ka a 緩沖范圍緩沖范圍 HAcHAcNaAcNaAc 4.75 3.7 4.75 3.75.65.6 KH KH2 2POPO4 4NaNa2 2HPOHPO4 4 7.2 5.8 7.2 5.88.08.0 NaHCO NaHCO3 3NaNa2 2COCO3 3 10.3 10.3（pKapKa2 2） 9.

7、29.211.011.0 NH NH3 3HH2 2OONHNH4 4Cl 9.25Cl 9.25（14-pK14-pKb b）8.48.410.310.3五、緩沖溶液的配制五、緩沖溶液的配制解：（解：（1）選擇）選擇HAc一一NaAc緩沖對(duì)緩沖對(duì) （2）根據(jù)要求具有中等緩沖能力，并考慮計(jì)）根據(jù)要求具有中等緩沖能力，并考慮計(jì)算和配制方便，選用算和配制方便，選用0.1mo1/L 的的HAc和和0.1mol/LNaAc來(lái)配制；來(lái)配制； 即即VNaAc=1.78VHAcV(總總)= V(NaAc) + V(HAc)=1000mL 1.78V(HAc) + V(HAc)=1000mL可求得可求得V(H

8、Ac)= 359mL， V(NaAc)=1000mL359mL=641mLu將兩者按此體積混和即得將兩者按此體積混和即得pH=5.0的緩沖溶液。的緩沖溶液。78. 1VVas25. 075. 40 . 5VVlgas ， u 例如例如:u解：解： ，u答：在答：在50mL 0.1mol/L HAc溶液中加入溶液中加入34.6mL 0.1mol/L NaOH溶液，即可得到溶液，即可得到pH=5.10的緩沖溶液。的緩沖溶液。 。 HAc +OH- - Ac- -+H2OVx1 . 0AcVx1 . 0501 . 0HAcVx1 .0501 .0Vx1 .0lg75.410.5l測(cè)量體液的測(cè)量體液的

9、pH時(shí)，需用一定時(shí)，需用一定pH的緩沖溶液作比的緩沖溶液作比較來(lái)加以測(cè)定；較來(lái)加以測(cè)定；l微生物的培養(yǎng)，組織切片和細(xì)菌的染色都需要一微生物的培養(yǎng)，組織切片和細(xì)菌的染色都需要一定定pH的緩沖溶液；的緩沖溶液；l研究生物體內(nèi)的催化劑研究生物體內(nèi)的催化劑酶的催化作用，也需酶的催化作用，也需要在一定要在一定pH的緩沖溶液中進(jìn)行；的緩沖溶液中進(jìn)行；l許多藥物也常需要在一定許多藥物也常需要在一定pH的介質(zhì)中才能穩(wěn)定。的介質(zhì)中才能穩(wěn)定。l人體的血液或其它體液中的化學(xué)反應(yīng)，都必須在人體的血液或其它體液中的化學(xué)反應(yīng)，都必須在一定的一定的pH條件下進(jìn)行，所以要依靠存在于體液中條件下進(jìn)行，所以要依靠存在于體液中的各種緩沖對(duì)來(lái)使它們的的各種緩沖對(duì)來(lái)使它們的pH保持恒定。保持恒定。 。l例如血液的例如血液的pH總是維持在總是維持在7.367.44之間狹小之間狹小范圍內(nèi)，主要因?yàn)樵谘褐写嬖谙铝芯彌_對(duì)：范圍內(nèi)，主要因?yàn)樵谘褐写嬖谙铝芯彌_對(duì)：u 血漿：血漿： , H蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)Na蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)， u 紅細(xì)