缓冲容量与缓冲溶液幻灯片.ppt

第六节 缓冲容量与缓冲溶液 的配制一、缓冲容量（一）缓冲容量的概念 为了定量地表示缓冲溶液缓冲能力的大小，采用缓冲容量（也称缓冲指数或缓冲值）来衡量 定义：使1L或1ml缓冲溶液的pH值改变一个单位所需加入一元强酸或一元强碱的物质的量（mol或mmol），称为该缓冲溶液的缓冲容量式中b为单位体积缓冲溶液的pH值改变pH 个单位时所加一元强酸或一元强碱的物质的量缓冲容量均为正值通常缓冲容量的单位为molL-1 pH-1 例2-6试求例2-4中加强酸（HCl）或强碱（NaOH）时该缓冲溶液的缓冲容量例2-4的计算结果是：pH=0.06代入（210）式， 得解： （1）加HCl时的缓冲容量：在1L缓 冲溶液中加入0.005mol的HCl，则例2-4的计算结果是：pH=0.07代入（210）式，得（2）加NaOH时的缓冲容量：在1L缓冲溶液中加入0.005mol NaOH，则：（二）影响缓冲容量的主要因素 1. 缓冲溶液总浓度 当缓冲比一定时，缓冲溶液的总浓度愈大，缓冲能力就愈大在一定范围内稀释时，缓冲容量也减小 2. 缓冲比 当缓冲溶液的总浓度一定时，若共轭碱共轭酸= 1，则缓冲容量最大此时，溶液的 pH= pKa 。

缓冲比离 1愈远，pH 值偏离pKa愈远，缓冲容量愈小 实验和计算表明，当缓冲比在110和101之间时，即溶液的pH值在pKa-1和pKa+1之间时，溶液具有较大的缓冲能力在化学上把具有缓冲作用的 pH 值范围，即pH=pKa1称为缓冲溶液的缓冲范围表 2-2 列出的是几种常用缓冲溶液中共轭酸的pKa及缓冲系的缓冲范围缓冲溶液的组成作为弱酸的pKa缓冲范围HCl-KClH2C8H4O4(邻苯二甲酸)-NaOHKHC8H4O4(邻-苯二甲酸氢钾)-NaOHHAcNaAcKH2PO4 Na2HPO4H3BO3 NaOHNaHCO3 Na2CO3强电解质2.9(pKa1)5.4(pKa2)4.757.2 (pKa2)9.210.3 (pKa2)1.22.22.2 4.04.0 5.83.7 5.65.8 8.08.0 10.09.2 11.0二、缓冲溶液的配制 配制一定pH值的缓冲溶液，应按下列原则和步骤进行： （1）选择适当的缓冲对，使所选缓冲对中共轭酸的 pKa 与欲配制的缓冲溶液的pH值尽可能相等或接近，偏离的数值不应超过缓冲溶液的缓冲范围 例如，配制 pH值为4.8的缓冲溶液，可选择HAc-NaAc缓冲对，因为HAc的pKa=4.75。

又如配制pH值为5.2的缓冲溶液，应选择KHC8H4O4-KNaC8H4O4缓冲对，因为KHC8H4O4的pKa=5.4，与欲配制缓冲溶液的pH值(5.2)最接近2）要有一定的总浓度， 一般在0.05molL-10.20molL-1 之间较宜， 其相应的值在0.010.1之间3）为了使缓冲溶液具有较大的缓冲容量，应尽量使缓冲比接近于1实际工作，常常使用相同浓度的共轭酸、碱溶液配制设缓冲溶液的总体积为V总，共轭酸的体积为VHB、共轭碱的体积为VB-，混合前共轭酸、碱的浓度均为c，则：利用此式，只需按共轭酸碱溶液体积的比值配制缓冲溶液代入（28）式，得代入（2.11）式，得例2-7用0.10molL-1 HAc和0.10molL-1NaAc溶液配制pH=4.95的缓冲溶液100ml，计算所需两溶液的体积解：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的缓冲液100ml故 另外，也常采用在一定量的弱酸溶液中，加入一定量的强碱，中和部分弱酸（即生成弱酸的共轭碱）的方法，必须明确两个问题：（1）弱酸的物质的量（ mol或mmol）必须多于强碱的物质的量（ mol或 mmol ）。

2）反应时被中和弱酸的物质的量等于强碱的物质的量，也等于生成的共轭碱的物质的量，这样剩余的弱酸与生成的共轭碱组成缓冲对 例2-8现欲配制pH=5.0的缓冲溶液，试计算在50ml 0.10molL-1HAc溶液中加入0.10molL-1的NaOH溶液多少毫升？解：设需加入的NaOH溶液为xml，则加入 NaOH的物质的量为0.10 x(mmol)，生 成的NaAc的物质的量也是0.10 x(mmol)， 那么，全部中和NaOH后剩余的HAc的 物质的量为(0.10500.10 x)(mmol)已知：pKa=4.75 pH=5.00代入（29）式，得所以，在50ml 0.10molL-1HAc溶液中加入32.00ml 0.10mol L-1NaOH溶液，即可得到pH=5.00的缓冲溶液应该指出，用缓冲方程式计算得到pH值与实验测得的pH值是稍有差异的，可用pH计进行校正 配制缓冲溶液也可按照现成的配方进行配制，在医学上广泛使用的缓冲溶液的配方列于表2-3和表2-4，以便参考使用部分资料从网络收集整理而来，供大家参考，感谢您的关注！。