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1、 电离平衡和缓冲溶液电离平衡和缓冲溶液一、实验目的一、实验目的1、进一步巩固电解质电离的特点和影响平衡移动的因素2、 巩固 pH 值的概念，掌握酸碱指示剂和 pH 试纸的使用3、学习缓冲溶液的配制试验及其性质 二、实验原理二、实验原理 基本概念：在弱酸或弱碱等弱电解质溶液中，加入与弱酸或弱碱解离后具有相同离子的易溶强电解质，使弱电解质解离度降低的现象称同离子效应。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。 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(NH3H2O - N
2、H4Cl)。如果缓冲溶液由弱酸和弱酸盐 (例如 HAc-NaAc)组成，则其 PH 计算的公式为:可见缓冲溶液的 PH 首先取决于 PKa,即取决于弱酸的解离常数 Ka 的大小,同时又与 Ca和 Cb 的比值有关.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 1:1 时，缓冲容量最大。 ba a
3、ccpKpHlg三、仪器和药品三、仪器和药品试管，量筒(100mL，10mL)，烧杯(100mL，50mL)，吸量管(10mL)等。HAc(0.1mol/L)，NaAc(0.1molL-1，1molL-1), NaH2PO4 (0.1 molL-1)，Na2HPO4 (0.1 molL-1) NH3H2O (0.1 molL-1)，NH4Cl (0.1 molL-1)，HCl (0.1 molL-1)，NaOH (0.1 molL-1，1 molL-1)，pH=4 的 HCl，pH10 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 p
4、H 试纸，吸水纸等。四、实验步骤四、实验步骤实验步骤实验现象解释和结论（包括反应式）一、同离子效应1. 1mL 蒸馏水+2D 2molL-1氨水+1D 酚酞指示剂1mL 蒸馏水+2D 2molL-1氨水+1D 酚酞指示剂+少许 NH4Cl(s)溶液呈红色溶液呈无色2. 5 滴 0.1molL-1MgCl2+5滴 2molL-1 NH4Cl+ 5 滴 2molL-1 NH3H2O5 滴 0.1molL-1MgCl2+ 5 滴水+5滴 2molL-1NH3H2ONH3.H2O = NH4+ + OH-Mg+2OH-=Mg(OH)2(s)NH4Cl 加入,由于同离子效应使溶液中 C(OH -)减小,
5、所以 Mg(OH)2不能生成二、缓冲溶液的配制试验及其性质1.8.5mL 1molL1HAc+1.5mL1molL-1NaAc 组成缓冲溶液，用 PH 试纸测其 PHPH=4 0=4 74+lgV NaAc / V HAc V NaAc + V HAc=10mLV HAc=8.5mLV NaAc=1.5mL2、1.5mL 0.1molL-1 NaH2PO4 + 8.5mL1molL-1 Na2HPO4组成缓冲溶液，用 PH 试纸测其PH=PH= 3.8.5mL0.1molL-1 NH3H2O +1.5mL0.1molL-1 NH4Cl组成缓冲溶液，用 PH 试纸测其PHPH= 性质1.测蒸馏水
6、的 PH3mL 蒸馏水(测 PH ) +1 滴 0.1molL-1HCl 测 PH 3mL 蒸馏水(测 PH ) +1 滴 0.1molL-1NaOH 测 PH PH=PH=说明水几乎没缓冲能力2 .3mL 缓冲溶液(甲)+3 滴 0.1molL-1HCl 3mL 缓冲溶液(甲)+3 滴 0.1molL-1NaOH3mL 缓冲溶液(甲)+ 1mL 蒸馏水PH=PH=PH=缓冲溶液中加入少量酸或碱， PH 几乎没有变化3 .用乙、丙缓冲溶液重复步骤 2 （3）缓冲容量1 .缓冲容量与缓冲组分浓度的关系 1mL0.1molL-1 HAc+1mL0.1molL-1NaAc +甲基红+ (?)1mol
7、L-1NaOH1mL1molL-1 HAc+1mL1molL-1 PH=甲基红在 pH6.3 时呈黄色记录各试管所滴入NaAc+甲基红+ (?) 1molL-1NaOHPH=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10mlNaH2PO4 + 10ml Na2HPO4 + 1.8mL 0.1 molL-1NaOH 2mL 0.1 mol L-1 NaH2PO4 + 18mL 0.1 molL-1Na2HPO4+1.8mL 0.1 molL-1NaOHPH=PH=PH=PH=说明哪一试管中缓冲溶液的缓冲容量大。3. 缓冲溶液的应用取 FeCl3.MgCl2各 1ml+8ml 蒸馏水+缓冲溶液沉淀用离心机分离缓冲溶液的值应选多大能够达到分离的目的.思考题思考题(1) 为什么缓冲溶液具有缓冲作用？(2) NaHCO3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？
