酸碱反应及酸碱平衡课件.ppt

酸碱概述酸碱的通性酸碱的通性酸能使紫色的石蕊变红，具有酸性；碱能使红色的石蕊变蓝，使无色酚酞变红，具有碱性酸碱反应生成盐和水pH值值水溶液中H+浓度的负对数pH = -lg{c(H+)/cθ)酸碱的定义酸碱的定义凡在水溶液中电离生成的阳离子全部为H+的物质为酸，凡在水溶液中电离生成的阴离子全部为OH-的物质为碱酸碱反应是在水溶液中酸电离出的H+和碱电离出的OH-结合为水的过程酸碱电离理论）16.1 酸碱质子理论概念概念凡在一定条件下能给出质子(H+)的物质为酸，凡在一定条件下能接受质子的物质为碱Bronsted & Lowry 1923理论浅析1）适用体系不在局限于水溶液；2）涵盖的物质范围扩大；3）酸碱的判定以得失质子为依据，酸碱成对出现，酸碱的联系更加紧密，对酸碱性质的解释直观合理；4）理论中存在一定局限性26.1.2.1 酸碱概念和酸碱反应酸质子 + 碱HCl=H++Cl-HAc=H++Ac-H2CO3=H++HCO3-HCO3-=H++CO32-NH4+=H++NH3H2O=H++OH-H3O+=H++H2O[Al(H2O) 6]3+=H++[Al (H2O) 5(OH-)]2+酸碱半反应3酸碱反应HCl+NH3=Cl-+NH4+酸（1）+碱（2）=碱（1）+酸（ 2 ）质子酸碱理论认为，所谓的酸碱反应，是酸与碱相互作用，分别转化为共轭碱和共轭酸的反应，即酸与碱的质子转移反应。

46.1.2.2 酸碱的相对强弱水的质子自递反应水的质子自递反应和和质子自递常数质子自递常数弱一元酸碱的离解弱一元酸碱的离解弱多元酸碱的离解弱多元酸碱的离解酸碱的离解度和离解常数酸碱的离解度和离解常数5质子酸碱的概念关系OH-+H+=H2O+ H+=H3O+水的酸碱半反应共轭酸碱对 2共轭酸碱对共轭酸碱对 1两性物质6水的质子自递反应H2O=H++OH-(1)H2O+H+=H3O+(2)H2O+H2O=H3O++OH-(3)H2O=H++OH-(4)KӨw={c(H3O+)/cӨ}{c(OH-)/cӨ}(5)KӨw：水的离解常数；水的质子自递常数；水的离子积7不同温度时水的质子自递常数t/℃01020242550100Kθw1.139×10-152.920×10-156.809×10-151.000×10-141.008×10-145.474×10-145.50×10-13严格来讲，应采用实验温度时的 KӨw值，通常情况下，反应在室温进行， KӨw取1.0×10-148例例*计算c (HCl) =0.1 mol·L-1的盐酸水溶液的pH值和pOH值解：HCl是强酸，在水溶液中完全离解，产生的H+对水的离解具有强烈的抑制作用，故计算氢离子浓度时，可忽略水的离解。

∴ c (H+) = 0.10 mol·L-1, pH=1.00K Өw ={c(H+)/cӨ}·{c(OH-)/cӨ}∴ c (OH-)=KӨw/cӨ= 1.0×10-13 mol·L-1c(H+)/cӨpOH=13.00合理近似合理近似利用水的离子利用水的离子积常数关系积常数关系9弱一元酸的离解①HAc+H2O=H3O++Ac-KӨa (HAc) = 1.8×10-5②NH4++H2O=H3O++NH3KӨa (NH4+) = 5.6×10-10③HS-+H2O=H3O++S2-KӨa (HS-) = 7.1×10-15HB + H2O=H3O++B-KӨa={c(H3O+)/cӨ}{c(B-)/cӨ}c(HB)/cӨKӨa : :弱酸的离解常数三种酸的强弱顺序： HAc> NH4+> HS-10弱一元碱的离解Ac-+H2O=HAc+OH-KbӨ(Ac-) =5.6×10-10NH3+H2O=NH4++OH-KbӨ(NH3)= 1.8×10-5S2-+H2O=HS-+OH-KbӨ(S2-) = 1.4B+H2O=HB++OH-KӨb={c(OH-)/cӨ}{c(HB+)/cӨ}c(B)/cӨKӨb :弱碱的离解常数三种碱的强弱顺序： S2-> NH3> Ac-11共轭酸碱离解常数之间的关系KӨw=KӨa(HB) ·KӨb (B-)HB+H2O = H3O++B-KӨ(1) =KaӨ(HB) B-+H2O =OH-+HBKӨ(2) =KbӨ(B-)对于共轭酸碱：两式相加：H2O+H2O =H3O++OH-KӨ(1)· KӨ(2) =KӨa (HB) ·KӨb (B-)=KӨw多重平衡体系12多元弱酸碱的离解碳酸的离解H2CO3+H2O=H3O++HCO3-KӨa1 = 4.30×10 -7HCO3-+H2O=H3O++CO32-KӨa2 = 5.61×10 -11磷酸的离解H3PO4+H2O=H3O++H2PO4-KӨa1 = 7.6×10 -3H2PO4-+H2O=H3O++HPO4 2 -KӨa2 = 6.3×10 -8HPO4 2 -+H2O=H3O++PO4 3 -KӨa3 = 4.4×10 -13磷酸根的离解PO43-+H2O=OH-+HPO42-KӨb1 = 2.3×10 -2HPO42-+H2O=OH-+H2PO4 -KӨb2 = 1.6×10 -7H2PO4 -+H2O=OH-+H3PO4KӨb3 = 1.3×10 -12(1)分步离解，酸碱性逐步减弱；(2)存在复杂的多重平衡关系;(3) 多个共轭酸碱对。

13离解度和酸碱离解常数离解度HB +H2O=H3O++B-平衡前：c000平衡后：c0(1-α)c0· αc0· α忽略水的质子自递反应{c(HB)/cӨ}{c(H3O+)/cӨ}· {c(B-)/cӨ}KaӨ(HB)={c0(1-α) /cӨ}{c0 · α /c Ө}· {c0 · α /cӨ}=c0(1-α)≈ c0 近似一近似二14成立条件：酸的浓度不太小，离解度不太大时稀释定律15例例6-1 已知HAc的KӨa=1.8×10-5，求Ac-的KӨb值解：Ac-为HAc的共轭碱，所以：KӨb (Ac-)=KӨw=1.0 ×10-14=5.6 ×10-10KӨa (HAc)1.8×10-516例例 6-2 试从酸碱质子理论的角度定性说明为什么NaH2PO4溶液显酸性答：NaH2PO4在水溶液中完全离解为Na+和H2PO4-离子，H2PO4-既可以给出质子也可以得到质子1) H2PO4- + H2O = H3O+ + HPO42-(2) H2PO4- + H2O = H3PO4 + OH-KӨ1 = KӨa2 (H3PO4) = 6.3 ×10-8KӨ2 = KӨb3 (PO43-) = KӨw / KӨa1 (H3PO4) = 1.0×10-14/(7.6 × 10-3) = 1.3 ×10-12∵KӨ1> KӨ2, 反应(1)进行的趋势大，∴溶液显酸性。

176.2 酸碱平衡6.2.1 溶液的pH值:pH = -lg {c(H3O+)/cӨ} (6-5)通常用pH值用来表示溶液的酸度pH + pOH = pKwӨ在常温(25℃)下， pH + pOH = 14.00 （ 6-6 ）12345 6789 10 11 12 13 140酸性增强碱性增强186.2.2弱酸（碱）的离解平衡6.2.2.1 一元弱酸（碱）的离解平衡HB+H2O=H3O++B-起始浓度(mol·L-1)c000平衡浓度(mol·L-1)c0-xxx忽略水离解产生的H+c0/KӨa ≥500， c0-x≈ c0（6-8）19(6-8)(6-9)c0/KӨa ≥500, c0-x≈ c0;20例例6-3 计算c (HAc)=0.10 mol·L-1的醋酸水溶液中的c(H3O+), c(OH-), pH值及离解度 KӨa (HAc) =1.76×10 -5 解：c/cӨ=0.10＞500KӨa1.76×10 -5故可用最简式计算：c(H+)/cӨ =√KӨa ·{c/cӨ }= √1.76 ×10 -5 × 0.10=1.3 ×10 - 3α (HAc)=c(H+)=1.3%c(HAc)c(H+) =1.3 ×10 – 3 mol·L-1pH = 2.89pH = 2.89c(OH-) =7.7 ×10 – 12 mol·L-1两个重要近似：①忽略水的离解；②c≈c0.判断能否使用最简式计算21例例6-4 将2.45gNaCN固体配成500 mL水溶液，计算此溶液的pH值为多少。

KӨa (HCN) =6.20×10 -10 解：c/cӨ=0.10＞500KӨb1.0 ×10-14 /6.20×10 -10CN- + H2O = HCN + OH-溶液中CN-的初始浓度为：2.45/(49×0.5) = 0.10 (mol·L-1)c(OH-)/ cӨ = {1.0 ×10-14 /6.20×10 –10} ×0.10= 1.3 ×10-3pH = 14- pOH = 14-2.89 = 11.11先判断能否用最简式计算226.2.2.2 弱多元酸碱的离解平衡{c(H2S)/ cӨ}=1.3×10-7{c(H3O+)/ cӨ}·{c(HS-)/ cӨ}KӨa1={c(HS-)/ cӨ}=7.1×10-15{c(H3O+)/ cӨ}·{c(S2-)/ cӨ}KӨa2={c(H3PO4)/ cӨ}=6.9×10-3{c(H3O+)/ cӨ}·{c(H2PO4-)/ cӨ}KӨa1={c(H2PO4-)/ cӨ}=6.2×10-8{c(H3O+)/ cӨ}·{c(HPO42-)/ cӨ}KӨa2={c(HPO4-)/ cӨ}=4.8×10-13{c(H3O+)/ cӨ}·{c(PO43-)/ cӨ}KӨa3=23[Al(H2O)6]3+ + H2O = [Al(OH)(H2O)5]2+ + H3O+[Al(OH)(H2O)5]+ + H2O = [Al(OH)2(H2O)4]+ + H3O+[Al(OH)2(H2O)4]+ + H2O = [Al(OH)3(H2O)3] + H3O+ 多元弱酸都是分步离解的，其各级离解常数的数值往往相差104~105，第一步离解出的质子又可以抑制后面各步的离解平衡，因此在计算多元弱酸体系的pH值时，可近似的认为质子是第一步离解所产生的，而以后各步离解产生的质子可以忽略不计。

一条非常重要的近似原则Sn2+,Sb3+, Bi3+,Zn2+, Fe2+, Fe3+, Cu2+等金属离子的水合离子也都是质子酸，在水溶液中就极易水解，所以配制这些盐的水溶液时应先进行酸化24碳酸根的离解CO32-+ H2O = HCO3-+ OH-KӨb1={c(OH-)/cӨ}{c(HCO3-)/cӨ}=1.78×10 -4c(CO32-)/cӨHCO3-+ H2O = H2CO3+OH-KӨb2 ={c(H2CO3)/cӨ}{c(OH-)/cӨ}=2.33×10 -8c(HCO3-)/cӨKӨb1 ：多元弱碱的第一步离解常数；KӨb2 ：多元弱碱的第一步离解常数25例例6-5 计算0.10 mol·L-1 H2S水溶液的c(H3O+), c (HS-)和c(S2-)以及H2S的离解度解：计算c(H+)时，将氢硫酸作为弱一元酸处理： c/cӨ＞500KӨa1，故可采用最简式计算：c (H+)/cӨ =√K Өa1·c/cӨ = √1.3 ×10 -7 × 0.10=1.14 ×10 - 4c (H+)=1.14 ×10 - 4 mol·Lmol·L-1-1由于可忽略第二步离解，因此： c (HS-) =c (H+)=1.14 ×10 - 4 mol·Lmol·L-1-1HS-+H2O=S2-+H3O+Ka2Ө ={c(H+)/cӨ}{c(S2-)/cӨ}c(HS-)/cӨS2-由第二步离解产生：弱酸水溶液是多重平衡体系，所以H+，HS-应同时满足两步离解平衡关系式，又有c (HS-) =c (H+)的近似关系成立，所以：c(S2-)/cӨ ={c(H+)/cӨ}{c(S2-)/cӨ}≈ K Өa2c(HS-)/cӨc(S2-)=7.1 ×10 -15 mol·Lmol·L-1-1 α= 1.14 ×10 - 4 /0.10 =0.114%近似处理1近似处理2多重平衡原理26例例6-6 计算0.10 mol·L-1 Na2S溶液中c(S2-)、 c(HS-)和S2-的离解度。

解：S2-+H2O=OH-+HS-(1)HS-+H2O=OH-+H2S(2)Kb1Ө= KwӨ/ Ka2Ө =(1.0×10-14)/(7.1×10-15) = 1.41Kb2Ө= KwӨ/ Ka1Ө =(1.0×10-14)/(1.3×10-7) = 7.7×10-8KӨb1>> KӨb2, 可忽略第二步离解S2-+H2O=OH-+HS-起始浓度/ cӨ :0.1000平衡浓度/ cӨ ：0.10-xxxc0/ KӨb1 <500, 不能用最简式计算x2=1.410.10-x解得：x=0.09c(HS-) =0.09 (mol·L-1 )c(S2-) =0.10-0.09=0.01(mol·L-1 )α=0.09×100%=90%0.1027两性物质的酸碱性KӨa1 KӨa2 c(H3O+)/cӨ=HCO3-, H2PO4-, HPO42-, NH4Ac, HC2O4,NH4CN等两性物质水溶液：pH=1(pKӨa1+p KӨa2 )2286.3 酸碱平衡的移动6.3.1 稀释作用*6.3.2 同离子效应和盐效应6.3.3 介质酸度对酸碱平衡的影响*296.3.1 稀释作用HB=H++B-KӨa=c(H+)·c(B-)c Өc Өc (HB)c Ө稀释为原溶液体积的n倍后：Q =c(H+)·c(B-)c Өc Өc (HB)c Ө×1=Ka Ө＜ Ka Өnn稀释后酸的离解度变大，但酸度降低。

306.3.2 同离子效应HAc +H2O=H3O++Ac-NH3+H2O=OH-+NH4+Ac-+ H2O=OH-+HAcNH4++ H2O=H3O++NH3改变体系中参与平衡的某种离子浓度，使平衡向指改变体系中参与平衡的某种离子浓度，使平衡向指定方向移动的现象，称为同离子效应定方向移动的现象，称为同离子效应 向弱酸（或弱碱）水溶液中加入其共轭碱（或共轭酸），将会向弱酸（或弱碱）水溶液中加入其共轭碱（或共轭酸），将会使弱酸（或弱碱）的离解反应受到抑制，使溶液的酸度发生改变使弱酸（或弱碱）的离解反应受到抑制，使溶液的酸度发生改变此种此种共轭酸碱对之间对离解反应的相互抑制称为同离子效应共轭酸碱对之间对离解反应的相互抑制称为同离子效应31盐效应*γ · c=a表观浓度表观浓度（活度）（活度）活度系数活度系数真实浓度真实浓度 标准平衡常数严格来讲是活度积标准平衡常数严格来讲是活度积如果向弱酸或弱碱的平如果向弱酸或弱碱的平衡体系中加入与之不具相同离子的强电解质，则会导致弱酸或衡体系中加入与之不具相同离子的强电解质，则会导致弱酸或弱碱的离解度增加这种现象称为盐效应弱碱的离解度增加。

这种现象称为盐效应32例例6-8 计算 (1)向0.10 mol·L-1的HAc溶液中加入NaAc使之浓度为0.10 mol·L-1，计算混合溶液的pH值和醋酸的离解度；(2)向0.10 mol·L-1的HAc溶液加入HCl，使其浓度为0.10 mol·L-1, 计算混合溶液的pH值和解离度解：设平衡时溶液中氢离子的相对浓度c(H+)/cӨ= xHAc+H2O=H3O++Ac-0.10-xx0.10+x根据：：K aӨ ={c(H3O+)/cӨ}{c(Ac-)/cӨ}c(HAc)/cӨ得：c(H3O+)/cӨ = KaӨc(HAc)/c Ө= KaӨ0.10-xc(Ac-)/c Ө0.10+x同离子效应使二者的离解度大大降低，故用初始浓度代替平衡浓度，上式化简：c(H+)/c Ө = K Өa0.10= K Өa =1.8 ×10 -50.10c(H3O+)=1.8 ×10 –5 mol·Lmol·L-1-1, pH=4.76, pH=4.76α(HAc)= 1.76 ×10 –5 mol·Lmol·L-1-1=0.018 %0.10mol·Lmol·L-1-1根据同离子根据同离子效应进行合效应进行合理近似理近似33设平衡时溶液中氢离子的相对浓度 c(H+)/cӨ= xHAc+H2O=H3O++Ac-0.10-x0.10+xx根据：：K Өa ={c(H3O+)/cӨ}{c(Ac-)/cӨ}c(HAc)/cӨ得：c(Ac-)/cӨ = KӨac(HAc)/c Ө= KӨa0.10-xc(H3O+)/c Ө0.10+x同离子效应使二者的离解度大大降低，故用初始浓度代替平衡浓度，上式化简：c(Ac-)/c Ө = K Өa0.10= Ka Ө =1.8 ×10 -50.10c(H3O+)≈0.10 mol·Lmol·L-1-1, pH=1.0, pH=1.0α(HAc)= 1.76 ×10 –5 mol·Lmol·L-1-1=0.018 %0.10mol·Lmol·L-1-1根据同离子根据同离子效应进行合效应进行合理近似理近似34共轭酸碱溶液酸碱度计算的经验公式共轭酸碱溶液酸碱度计算的经验公式pH= pKӨa-lgc(A)/cӨc(B)/cӨpOH= pKӨb -lgc(B)/cӨc(A)/cӨ35【 例*】向100 mL c(NH3)=0.10 mol·L-1的氨水中加入100 mL c(HCl)=0.050 mol·L-1的盐酸，计算所得溶液的pH值。

解：反应后：c(NH4+)= 0.050 mol·L-1 × 100 mL = 0.025 mol·L-1 200 mLc(NH3)=0.10 mol·L-1× 100 mL - 0.050 mol·L-1 × 100 mL = 0.025 mol·L-1 200 mLpOH= pKbӨ (NH3) -lgc (NH3) /c Ө=4.74c (NH4+) /c ӨpH=9.26得：36【例*】计算c(NaHCO3)=0.10 mol·L-1的碳酸氢钠与c(Na2CO3)=0.10 mol·L-1的混合液的pH值解一：：pH= pK Өa2 (H2CO3) -lgc (HCO3-) /c Ө= pKӨa2 (H2CO3) =10.25c (CO32-) /c ӨHCO3-+H2O =CO32-+H3O+CO32-+H2O =HCO3-+OH-解二：？376.3.3* 介质酸度对酸碱平衡的影响介质酸度对酸碱平衡的影响HB+ H2O=H3O++B-介质酸度与共轭酸碱对各型体浓度之间的关系为：pH= pKaӨ -lgc(HB)/cӨ= pKaӨ -lgc(HB)c(B-)/cӨc(B-)当 pH= pKӨa 时，酸式型体和碱式型体浓度相等；当 pHpKӨa 时，碱式型体为主。

38醋酸的型体分布图*p pK Kθ θa a=4.76=4.76X X0.500.501.001.00X X (HAc)(HAc)X X (Ac(Ac- -) )0 039弱二元酸碱溶液的型体分布*H2B=H++HB-pH=pKӨa1-lgc(H2B)c(HB-)HB-=H++B2-pH=pK Өa2 -lgc(HB-)c(B2-)当当pH= pH= pKӨa1时，且 pKӨa1 ＜＜ pKӨa2 ，则：x x(H(H2 2B)=B)=x x(HB(HB- -)≈50%)≈50%，， x x(B(B2-2-) ≈0;) ≈0;当当pH= pH= pKӨa2时，且 pKӨa1 ＜＜ pKӨa2 ，则：x x( (B2-)=)=x x(HB(HB- -)≈50%)≈50%，， x x(H(H2 2B) ≈0;) ≈0;当当pH= (pH= (pKӨa1 + + pKӨa2)/2 时，且 pKӨa1 ＜＜ pKӨa2 ，则：两性物质两性物质HB-的摩尔分数达到最大值，x x(HB(HB- -)≈100%)≈100%，， x x( (B2-)= )= x x(H(H2 2B) ≈0;) ≈0;40Kθa1Kθa2H2AHA-A2-(Kθa1+ Kθa2)/241弱多元酸的型体分布*0 02 214144 46 68 8101012120.20.21.01.00.80.80.60.60.40.4x xx x (H (H3 3POPO4 4) )x x (H (H2 2POPO4 4- -) )x x (HPO (HPO4 42-2-) )x x (PO (PO4 43-3-) )p pK Kθ θa1pKθa2pKθa342介质酸度影响酸碱平衡的一些实例介质酸度影响酸碱平衡的一些实例* *1. 酸碱指示剂变色14141 12 23 34 45 56 67 78 89 910101111121213130 03.43.4甲基橙5.05.0甲基红8.28.2酚酞43{c(H2S)/ cӨ}=1.3×10-7{c(H3O+)/ cӨ}·{c(HS-)/ cӨ}KӨa1={c(HS-)/ cӨ}=7.1×10-15{c(H3O+)/ cӨ}·{c(S2-)/ cӨ}KӨa2=H2S + 2H2O = 2H3O+ + S2-KӨa= KӨa1 ·KӨa2={c(H3O+)/ cӨ}2·{c(S2-)/ cӨ}=9.23×10-22{c(H2S)/ cӨ}金属硫化物的分步沉淀*44例例6-9 在0.10 mol·L-1的HCl溶液中通入H2S至饱和，求溶液中 S2-的浓度。

解：H2S+2H2O=2H3O++S2-平衡时0.100.10x在同离子效应基础上的合理近似KӨa= KӨa1 ·KӨa2={c(H3O+)/ cӨ}2·{c(S2-)/ cӨ}=9.23×10-22{c(H2S)/ cӨ}(0.10)2·x=9.23×10-220.10x = 9.23×10-21c(S2-) = 9.23×10-21 mol·L-1456.4 缓冲溶液缓冲溶液6.4.1 缓冲溶液的作用原理6.4.2 缓冲溶液的配制6.4.3 6.4.3 重要的缓冲溶液466.4.1 缓冲溶液的作用原理pH= pKӨa -lgc(A)/cӨc(B)/cӨpOH= pKӨb -lgc(B)/cӨc(A)/cӨ47【例*】已知c (HAc)=0.10 mol·L-1的醋酸水溶液的pH为2.89向100mL该溶液中加入1.0 mL的c(NaOH)=1.0 mol·L-1后，溶液pH的改变解：：加入NaOH后：OH-+HAc=Ac-+H2Oc (HAc)=0.10 mol·L-1 ×100mL-1.0 ×100mL-1.0 mol·L-1 ×1.0mL ×1.0mL=0.089 =0.089 mol·L-1 101mLc (Ac-)=1.0 1.0 mol·L-1 ×1.0mL ×1.0mL=0.010 =0.010 mol·L-1 101mLpH=pKӨa (HAc)-lgc (HAc)=4.74-lg0.089=3.79c (Ac-)0.010ΔpH=0.95ΔpH=0.9548【例*】计算一含有c (HAc)=0.10 mol·L-1的醋酸和c(NaAc)=0.10 mol·L-1醋酸钠的水溶液的pH。

向100mL该溶液中加入： （1）1mL 1.0 mol·L-1的盐酸；（2）1mL 1.0 mol·L-1的NaOH溶液；（3）100 mL水后，溶液的pH值各改变多少？解：pH=pKaӨ(HAc)-lgc (HAc)=4.74-lg0.10=4.74c (Ac-)0.10(1) 加入HCl 后：H++Ac-= HAcc (HAc)=0.10 mol·L-1 ×100mL+1.0 ×100mL+1.0 mol·L-1 ×1.0mL ×1.0mL=0.11 =0.11 mol·L-1 101mLc (Ac-)=0.10 mol·L-1 ×100mL-1.0 ×100mL-1.0 mol·L-1 ×1.0mL ×1.0mL=0.089 =0.089 mol·L-1 101mLpH=pKӨa (HAc)-lgc (HAc)=4.74-lg0.11=4.65c (Ac-)0.089ΔpH=-0.0949（2）加入NaOH后:OH-+HAc=Ac-+H2Oc (HAc)=0.089 mol·L-1c (Ac-)=0.11 mol·L-1pH=pKӨa (HAc)-lgc (HAc)=4.74-lg0.089=4.83c (Ac-)0.11ΔpH=0.09ΔpH=0.09（3）加入水后：c (HAc)=0.050 mol·L-1c (Ac-)=0.050 mol·L-1pH=pKӨa (HAc)-lgc (HAc)=4.74-lg0.050=4.74c (Ac-)0.050ΔpH=0.00ΔpH=0.0050酸碱缓冲溶液的一些规律酸碱缓冲溶液由酸碱对组成，具有明显的缓冲作用，单一的酸碱不具备对外来强酸强碱的缓冲作用；缓冲体系的缓冲能力来自共轭酸碱的强烈同离子效应；pH= pKӨa -lgc(A)/cӨc(B)/cӨ516.4.2 酸碱缓冲溶液的配制酸碱缓冲溶液的配制1. 缓冲溶液的缓冲能力有一定的限度，只对不致引起共轭酸碱浓度比大幅度变化的少量酸碱具有缓冲作用；2.适当提高共轭酸碱对的浓度能提高缓冲液的缓冲能力，实际工作中缓冲液的浓度在0.1~1.0 mol·L-1之间；3.当总浓度一定时，酸碱浓度比值为1时缓冲能力最强，实际工作中以二者的比值在0.1~10之间；4.缓冲溶液的有效缓冲范围为pH= pKӨa ±1, pOH= pKӨb ±1，缓冲溶液的pH值取决于所选共轭酸碱的KӨa和KӨb 。

52缓冲溶液的配制步骤缓冲溶液的配制步骤1. 按要求配制的缓冲液的pH或pOH值选择合适的缓冲对：pKӨa = pH = pH ±1, pKӨb = pOH = pOH ±1，2.计算缓冲对的浓度比:pH= pKӨa -lgc(A)/cӨc(B)/cӨpOH= pKӨb -lgc(B)/cӨc(A)/cӨ3. 酸碱浓度应控制在0.1~1.0 mol·L-1范围之内；4.用酸度计测定缓冲液的pH值，若有差异，加入少量酸碱进行调整选算取配调53例例6-10 欲配制pH=3.2的缓冲溶液，应选用HCOOH—HCOONa, HAc—NaAc, H3BO3—NaH2BO3中的哪一对缓冲体系？解：所选缓冲对的pKӨa值应在2.2~4.2之间，或pKθb在9.8~11.8之间:pKӨa (HCOOHHCOOH) =3.75pKӨa (HAcHAc) =4.76pK Өa1 (H H3 3BOBO3 3) =9.24所以应选： HCOOH—HCOONa缓冲对54【 例例6-11】欲配制pH=9.20的NH4+-NH3缓冲溶液500 mL, 若使缓冲溶液中NH3的浓度为1.0 mol·L-1，需用浓氨水(c=15 mol·L-1)多少毫升和固体NH4Cl多少克？解：c(NH3)/cӨc(NH4+)/cӨpH= pKӨa (NH4+) -lg1.0c(NH4+)/cӨ9.20 = [14- pKӨb (NH3) ]–lg查附表附表-3得：pKӨb (NH3) =4.74， 代入上式可得：1.0c(NH4+)/cӨ9.20 = [14- 4.74]–lglg {c(NH4+)/cӨ}=0.06c(NH4+) =1.14 mol·L-1m(NH4Cl) = 1.14 × 0.5×53.5=30.47(g)V(NH3·H2O)=1.0 ×0.5÷15 =0.033(L), 合33mL。

55例例6-12 欲配制pH=4.70的缓冲溶液500 mL问应用50 mL 1.0 mol·L-1NaOH和多少毫升的1.0 mol·L-1的HAc溶液混合，需补加多少毫升水？解：pH=pKӨa (HAc)-lgc (HAc)/cӨ= 4.74-lgc (HAc)/cӨc (Ac-) /cӨc (Ac-) /cӨc (Ac-) /cӨc (HAc)/cӨ=0.04lgc (Ac-)c (HAc)=1.11∵缓冲溶液中的Ac-由HAc与NaOH反应得到，∴在缓冲溶液中：c(Ac-) = c(NaOH)· V(NaOH)/0.5=0.1 (mol·L-1)； c (HAc)=0.111 mol·L-1∴ n0(HAc) = n(Ac-) +n(HAc)= [c(Ac-)+ c (HAc)]· 0.5=0.105(mol); V(HAc)=0.105÷1.0=0.11(L),合110 mL V(H2O)= 500-50-110=340 (mL)需HAc110 mL， 补加水340 mL56缓冲溶液的作用*控制溶液体系的pH值57正常pH值为7.4pH= pKӨa1 (H2CO3)-lgc(H2CO3)/cӨc(HCO3-)/cӨc c(H(H2 2COCO3 3) /) /c c(HCO(HCO3 3- -)=1/20)=1/20pH<7.3, 细胞中的CO2不能有效进入血液， pH>7.7，肺中的CO2不能与O2进行有效交换。

血液pH值超出7.0~7.8范围，生命将受到威胁人的血液是由H2CO3--HCO3-, H2PO4---HPO42-和蛋白质等构成的缓冲体系585.4 其它类型的酸碱缓冲溶液较浓的强酸强碱缓冲范围在pH<3或pH>12, 应用价值不大；两性物质（尤其是相邻两级离解常数相差较小的弱酸的酸式盐）；邻苯二甲酸氢钾酒石酸 （ pKӨa1 =3.04， pKӨa2 =4.37）标准缓冲溶液（表6-1）59酸碱反应的生物学意义酸碱反应的生物学意义* * 生物体是以水为基础的系统，而生命体与水溶液中的各种化学平衡，尤其是酸碱平衡密切相关 保持酶的高活性中和代谢过程中产生的酸和碱60本章小节质子酸碱理论弱酸碱的离解及酸度计算水的质子自递反应酸碱平衡的移动酸碱缓冲溶液61。