缓冲溶液.ppt

第四章缓冲溶液(Buffer Solution)
第一节缓冲溶液及缓冲机制
一、缓冲溶液的缓冲作用和组成
例:-1的HAc+-1 NaAc溶液中加入
10ml -1的HCl。计算溶液的pH值。
解:1、在水中:
[H+] = 1× 10/(1000+10) = 10/1010 = ×10-3(-1)
pH = 2 ΔpH = 7 – 2 = 5
2、在HAc-NaAc溶液中
HAc H+ + Ac-
[H+] = Ka × c = × × 10-5 = × 10-3(-1)
加入NaAc后,由于NaAc为强电解质,则
[Ac-] = -1 [HAc]  -1
Ka = [H+][Ac-]/[HAc]
[H+] = Ka[HAc]/[Ac-] = × 10-5 (-1)
pH =
加入10ml HCl 后,重新产生平衡。假定10ml HCl与NaAc完全反应生成HAc,则有
[Ac-] = 10ml × -1 = 10 mmol
而溶液中HAc与NaAc的mol数为
1000ml × -1 = 100 mmol
[HAc] = (100+10)/1010 = (-1)
[Ac-] = (100-10)/1010 = (-1)
[H+] = Ka[HAC]/[Ac-] = ×10-5 ×
= ×10-5 (-1)
pH =
ΔpH = - = (pH单位)
缓冲溶液(buffer solution):
能抵抗外来少量强酸、强碱或稍加稀释,而保持其pH值基本不变的溶液。
缓冲作用(buffer action):
缓冲溶液对强酸、强碱或稀释的抵抗作用。
缓冲系(buffer system)或缓冲对(buffer pair):
组成缓冲溶液的共轭酸碱对的两种物质
二、缓冲机制
HAc+H2O H3O+ + Ac-
NaAc Na+ + Ac-
当在该溶液中加入少量强酸时,溶液中大量存在的碱Ac-便发生如下反应
H++Ac- HAc
当溶液中加入少量强碱时,溶液中发生如下反应
OH-+H3O+ 2H2O
抗酸成分:共轭酸
抗碱成分:共轭碱
缓冲机制图
共轭酸 H+ + 共轭碱

+OH- +H+
平衡移动方向
强碱强酸
常见的缓冲系
缓冲系
弱酸
共轭碱
质子转移平衡
pKa(25℃)
HAc-NaAc
HAc
Ac-
HAc+H2O Ac-+H3O+

H2CO3-NaHC3
H2CO3
HCO3-
H2CO3+ H2O HCO3-+H3O+

H3PO4-
NaH2PO4
H3PO4
H2PO4-
H3PO4+H2O H2PO4-+H3O+

Tris·HCl-Tris
Tris·H+
Tris
Tris·H++H2O Tris+H3O+

H2C8H4O4- KHC8H4O4
H2C8H4O4
HC8H4O4-
H2C8H4O4+H2O HC8H4O4-+H3O+

NH4Cl-NH3
NH4+
NH3
NH4++H2O NH3+H3O+

CH3NH3+Cl-- CH3NH2
CH3NH3+
CH3NH2
CH3NH3++H2O CH3NH2+H3O+

NaH2PO4-
Na2HPO4
H2PO4-
HPO42-
H2PO4-+H2O HPO42-+H3O+

Na2HPO4-
Na3PO4
HPO42-
PO43-
HPO42-+H2O PO43-+H3O+

第二节缓冲溶液的pH值
一、缓冲溶液pH值的计算公式
(Henderson—Hasselbalch方程式)
pH=pKa+lg =pKa+lg
pKa : 弱酸解离常数的负对数,
[HB]和[B-]: 为平衡浓度。
[B-]/[HB]: 缓冲溶液的缓冲比,
[B-]+[HB]: 缓冲溶液的总浓度。
亨—哈方程式的变形:
pH=pKa+lg =pKa+lg
pH=pKa+lg =pKa+lg
pH=pKa+lg =pKa+lg
Henderson—Hasselbalch方程式讨论
缓冲溶液的pH值首先取决于弱酸的解离常数Ka值,而Ka值又与温度有关,所以温度对缓