实验5缓冲溶液的配制与pH值的测定.doc

实验 5 缓冲溶液的配制与 pH 值的测定1.实验目的(1 了解缓冲溶液的配制原来及缓冲溶液的性质 ; (2 掌握溶液配制的基本实验方法 ,学习 pH 值的使用方法2. 实验原理① 基本概念 :在一定程度上能抵抗外加少量酸、 碱或稀释 , 而保持溶液 pH 值基本不变的作用称为缓冲作用具有缓冲作用的溶液称为缓冲溶液② 缓冲溶液组成及计算公式 :缓冲溶液一般是由共轭酸碱对组成的 ,例如 弱酸和弱酸盐 , 或弱碱和弱碱盐 如果缓冲溶液由弱酸和弱酸盐 (例如 HAc-NaAc 组成 ,则≈ K aHAc —c a csc H +pH =p K a -lg c s③ 缓冲溶液性质 :a. 抗酸 /碱,抗稀释作用 因为缓冲溶液中具有抗酸成分和抗碱成分 ,所以加 入少量强酸或强碱 ,其 pH 值基本上是不变的稀释缓冲溶液时 ,酸和碱的浓度 比值不改变 ,适当稀释不影响其 pH 值b. 缓冲容量 缓冲容量是衡量缓冲溶液缓冲能力大小的尺度缓冲容量的大小与缓冲组分浓度和缓冲组分的比值有关 缓冲组分浓度越大 , 缓冲容量越大 ; 缓 冲组分比值为 11 时,缓冲容量最大 3. 实验仪器与试剂pHS -3C 酸度计 ,试管 ,量筒 (100mL, 10mL ,烧杯 (100mL, 50mL ,吸量管 (10mL 等。

HAc(0.1mol ·L-1, 1mol L·-1 , NaAc(0.1mol L-1,·1mol L·-1, NaH2PO 4 (0.1 mol L- · 1 , Na 2HPO 4 (0.1 mol L-1 NH3· ·H2O (0.1 mol L·-1 , NH 4Cl (0.1 mol L-1 ,·HCl (0.1 mol·L-1 ,NaOH (0.1 mol L·-1, 1 mol L-·1 , pH=4 的 HCl , pH =10 的 NaOH , pH=4.00 标准缓冲溶液 , pH=9.18 标准缓冲溶液 ,甲基红溶液 ,广泛 pH 试纸 ,精密 pH 试 纸,吸水纸等4. 实验步骤⑴缓冲溶液的配制与 pH 值的测定按照下表 ,通过计算配制三种不同 pH 值的缓冲溶液 ,然后用精密 pH 试纸 和 pH 计分别测定它们的 pH 值比较理论计算值与两种测定方法实验值是否相 符 (溶液留作后面实验用 表 1 缓冲溶液的配制与 pH 值的测定实验号 理论 pH 值各组分的体积 /mL(总体积 50mL精密 pH 试纸测定 pH 值PH 计 测定 pH 值 0.1mol L·-1甲 4.00.1mol L·-10.1mol L·-1 NaH2PO 4乙 7.00.1mol L·-1 Na2HPO 40.1mol L·-1 NH3 ·H2丙 10.00.1mol L·-1 NH4⑵缓冲溶液的性质① 取 3 支试管 ,依次加入蒸馏水 , pH=4 的 HCl 溶液 , pH =10 的 NaOH 溶液 各 3mL ,用 pH 试纸测其 pH 值,然后向各管加入 5 滴 0.1mol L·-1HCl , 再测其 pH 值。

用相同的方法 ,试验 5 滴 0.1mol L·-1NaOH 对上述三种溶液 pH 值的影响将 结果记录在表 2 中② 取 3 支试管 ,依次加入自己配制的 pH=4.0、 pH=7.0、 pH=10.0 的缓冲溶 液各 3mL 然后向各管加入 5 滴 0.1mol L·-1 HCl, 用精密 pH 试纸测其 pH 值用 相同的方法 , 试验 5 滴 0.1mol L·-1NaOH 对上述三种缓冲溶液 pH 值的影响 将结 果记录在表 2 中③ 取 4 支试管 ,依次加入 pH=4.0 的缓冲溶液 , pH=4 的 HCl 溶液 , pH=10 的NaOH 溶液各 1mL , 用精密 pH 试纸测定各管中溶液的 pH 值 然后向各管中加 入 10mL 水,混匀后再用精密 pH 试纸测其 pH 值 ,考查稀释上述四种溶液 pH 值 的影响将实验结果记录于表 2通过以上实验结果 ,说明缓冲溶液的什么性质 ?表 2 缓冲溶液的性质实验号 溶液类别 值加 5 滴HCl 后 pH值加 5 滴 NaOH后 pH 值加 10ml 水 后 pH 值1 蒸馏水2 pH=4 的 HCl 溶液3 pH=10 的 NaOH 溶 液4 pH=4.0 的缓冲溶 液5 pH=7.0 的缓冲溶 液6 pH=10.0 的缓冲溶 液⑶缓冲溶液的缓冲容量① 缓冲容量与缓冲组分浓度的关系 取两支大试管 ,在一试管中加入 0.1mol L·-1 HAc 和 0.1mol L·-1NaAc 各 3mL ,另一试管中加入 1mol L·-1HAc 和 1mol L·-1NaAc 各 3mL ,混匀后用精密 pH 试纸测定两试管内溶液的 pH 值 (是否相 同 ?在两试管中分别滴入2 滴甲基红指示剂,溶液呈何色? (甲基红在 pH<4.2 时 呈红色 ,pH>6.3 时呈黄色 。

然后在两试管中分别逐滴加入1mol L·-1NaOH溶液(每 加入1滴 NaOH 均需摇匀, 直至溶液的颜色变成黄色记录各试管所滴入NaOH 的 滴数 ,说明哪一试管中缓冲溶液的缓冲容量大② 缓冲容量与缓冲组分比值的关系 取两支大试管 , 用吸量管在一试管中加 入NaH 2PO 4 和 Na 2HPO 4 各 10ml , 另一试管中加入 2mL 0.1 mol L·-1 NaH2PO 4 和 18mL 0.1 mol L·-1Na 2HPO 4,混匀后用精密 pH 试纸分别测量两试管中溶液的 pH值然后 在每试管中各加入 1.8mL 0.1 mol L·-1NaOH ,混匀后再用精密 pH 试纸分别测量两 试管中溶液的 pH 值说明哪一试管中缓冲溶液的缓冲容量大5. 注意事项⑴ .实验室安全问题⑵ .缓冲溶液的配制要注意精确度⑶ .了解 pH 计的正确使用方法 ,注意电极的保护6. 思考题(1 为什么缓冲溶液具有缓冲作用 ?(2NaHCO 3 溶液是否具有缓冲作用 ,为什么 ?(3 用 pH 计测定溶液 pH 值时 ,已经标定的仪器 , 定“位 ”调节是否可以改变 位置 ,为什么 ?思考题答案1. 缓冲溶液具有缓冲作用是因为溶液中含有足够多可以与加入的少量酸或碱作用 的组分 ,生成弱电解质或水 ,使得溶液 pH 值保持基本不变。

2. NaHCO 3 溶液不具有明显缓冲作用 ,虽然溶液中存在着两个电离方程式 HCO 3-? H+ + CO32 -, HCO3- + H2O ? H2CO 3 + OH -;当分别加入少量碱或酸时 ,电离平衡被破坏 ,向右移动 ,表面来看 ,似能保持溶 液pH 值基本不变但是 , NaHCO 3 本身是强碱性溶液 ,造成溶液中 H +实际很少 3.不能因为定位就是用标准溶液对仪器的测量值进行标定 ,如果 “定位 ”调节 器改变了 ,则标准也就变了 ,导致实验结果错误。