(新)緩沖溶液pH值計(jì)算公式

1、緩沖溶液pH值計(jì)算公式裴老師教你學(xué)化學(xué)許多化學(xué)反應(yīng)（包括生物化學(xué)反應(yīng)）需要在一定的pH值范圍內(nèi)進(jìn)行，然而某些反應(yīng)有H+或0H-的生成或消耗，溶液的pH值會(huì)隨反應(yīng)的進(jìn)行而發(fā)生變化，從而影響反應(yīng)的正常進(jìn)行。在這種情況下，就要借助緩沖溶液來(lái)穩(wěn)定溶液的pH值，以維持反應(yīng)的正常進(jìn)行。在無(wú)機(jī)化學(xué)的教學(xué)中，為了使學(xué)生根據(jù)反應(yīng)所要控制的pH值范圍，能正確選擇和配制緩沖溶液，就需要要求學(xué)生對(duì)緩沖溶液pH值的計(jì)算公式熟練掌握并能靈活應(yīng)用。緩沖溶液pH值的計(jì)算公式，根據(jù)緩沖溶液的組成大致可分為兩大類(lèi)型。1由弱酸及弱酸鹽組成的緩沖溶液設(shè)弱酸的濃度為C酸（molL-1），弱酸鹽的濃度為C鹽（molH），在溶液中存在下列

2、平衡：HAH+A-1（P78）平衡時(shí)：C酸-xxC鹽+xKa°x（C鹽+x）/（C酸-x）x=H+=Ka°C酸-x）/（C鹽+x）由于Ka°值較小，且因存在同離子效應(yīng)，此時(shí)x很小，因而C酸-xVC酸,c鹽+xy鹽，所以H+=Ka°C酸/C鹽將該式兩邊取負(fù)對(duì)數(shù)：-logH+=-logKa°ogC酸/C鹽，所以pH=pKa°ogC酸/C鹽（1）這就是計(jì)算一元弱酸及弱酸鹽組成的緩沖溶液pH值的通式。2由弱堿及弱堿鹽組成的緩沖溶液設(shè)弱堿的濃度為C堿（molL-1），弱堿鹽的濃度為C堿（molH），在溶液中存在下列平衡：B+H2OBH+OH-2

3、（P140）平衡時(shí)：C堿-xC鹽+xxKb°x（C鹽+x）/（C堿-x）x=OH-=Kb°C堿-x）/（C鹽+x）由于Kb。較小，且因存在同離子效應(yīng)此時(shí)x很小，因此C堿-x-C堿，C鹽+xV鹽，所以，OH-=Kb°C堿/C鹽將該式兩邊取負(fù)對(duì)數(shù)：-logOH-=-logKb°ogC堿/C鹽pOH=pKb°ogC堿/C鹽又因pH=14-pOH，所以pH=14-pKb0+logC堿/C鹽（2）這就是計(jì)算一元弱堿及弱堿鹽組成的緩沖溶液pH值的通式。以上兩種類(lèi)型的緩沖溶液由于組成不同，其計(jì)算pH值的公式也不相同。這就給教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來(lái)一定困難。

4、如果我們將這兩種不同類(lèi)型的緩沖溶液用酸堿質(zhì)子理論進(jìn)行處理，就可將這兩種計(jì)算pH值的公式統(tǒng)一起來(lái)。討論如下：對(duì)于弱酸及弱酸鹽組成的緩沖溶液，如HAc-NaAc緩沖溶液，根據(jù)酸堿質(zhì)子理論Ac-可以接受質(zhì)子是堿，而HAc可以給出質(zhì)子是酸，它們是一共軛酸堿對(duì)。設(shè)Ac-的濃度為C堿（molL-1），HAc的濃度為C酸（molL-1），在溶液中存在下列解離平衡。HAcH+Ac-平衡時(shí)：C酸-xxC堿+xKa°x（C堿+x）/（C酸-x）x=Ka°C酸-x）/（C堿+x）因Ka°值較小，且因存在同離子效應(yīng)，此時(shí)x很小，因而C酸-x-C酸，C堿+xy堿，所以x=H+=Ka

5、6;C酸/C堿將該式兩邊取負(fù)對(duì)數(shù)，得-logH+=-logKa°ogC酸/C堿pH=pKa°ogC酸/C堿（3）對(duì)于弱堿及弱堿鹽組成的緩沖溶液，如NH3-NH4+緩沖溶液。根據(jù)酸堿質(zhì)子理論，NH3可以接受質(zhì)子是堿，而NH4+可以給出質(zhì)子是酸，它們是一共軛酸堿對(duì)。設(shè)NH3的濃度為C堿（molL-1），NH4+的濃度為C酸（mol-1），在溶液中存在下列平衡。NH4+H+NH3平衡時(shí)：C酸-xxC堿+xKa°x（C堿+x）/（C酸-x）x=Ka°C酸-x）/（C堿+x）因Ka°值較小，且因存在同離子效應(yīng)，x很小，C酸-xVC酸，C堿+xVC堿，所以x=H+=Ka°C酸/C堿將該式兩邊取負(fù)對(duì)數(shù)，得：-logH+=-logKa。-logC酸/C堿pH=pKa°-logC酸/C堿（4）NH4+的Ka。一般化學(xué)手冊(cè)上沒(méi)有直接列出，但我們可根據(jù)共軛酸堿對(duì)的Ka°與Kb°的關(guān)系，Ka°=Kw°Kb°，即可以根據(jù)NH3的Kb。就可求出共軛酸NH4+的Ka°。通過(guò)上面的討論可以看出（3）與（4）式完全相同，這樣我們就將兩種不同類(lèi)型的緩沖溶液pH值的計(jì)算公式統(tǒng)一起來(lái)了。這對(duì)我們的教學(xué)十分便利，它不但簡(jiǎn)化了公式的推導(dǎo)過(guò)程，也減少了公式的個(gè)數(shù)。這樣既便于教