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1、1大学实验化学 缓冲溶液难题解析 TOP 例 4-1 计算 pH=5.00，总浓度为 0.20 molL-1的 C2H5COOH(丙酸,用 HPr 表示)- C2H5COONa 缓冲溶液中，C2H5COOH 和 C2H5COONa 的物质的量浓度。若向 1 L 该缓冲溶液中加入 0.010 mol HCl，溶液的 pH 等于多少？分析 用HendersonHasselbalch方程式直接计算丙酸和丙酸钠的浓度。 加入HCl后，C2H5COOH浓度增加, C2H5COONa浓度减小。解 查表 4-1，C2H5COOH 的 pK a= 4.87，设 c(HPr) = x molL-1。则 c(Na
2、Pr) =（0.20-x）molL-1pHpKa+lg=4.87+lg=5.00Pr)(H)Pr(-cc1 -1LmolLmol)20. 0( xx解得 x = 0.085 即 c(HPr) = 0.085 molL-1c(NaPr) = (0.20 - 0.085) molL-1 = 0.12 molL-1 加入0.050 mol HCl后：pHpKa+lg=4.87+lg=4.91)HPr()Pr(-nn 0.010)mol(0.0850.010)mol(0.12 例 4-2 柠檬酸（缩写 H3Cit）常用于配制供培养细菌的缓冲溶液。现有 500 mL 的 0.200 molL-1柠檬酸溶
3、液，要配制 pH 为 5.00 的缓冲溶液，需加入 0.400 molL-1的 NaOH 溶液多少毫升？分析 配制 pH 为 5.00 的缓冲溶液，应选 NaH2Cit-Na2HCit 缓冲系， NaOH 先与 H3Cit 完全反应生成 NaH2Cit，再与 NaH2Cit 部分反应生成 Na2HCit。解 查表 4-1,柠檬酸的 pKa2= 4.77，设 H3Cit 全部转化为 NaH2Cit 需 NaOH 溶液 V1 mL H3Cit(aq) + NaOH(aq)NaH2Cit(aq) + H2O(l)0.400 molL-1 V1 mL = 0.200 molL-1 500 mLV1 =
4、 250即将 H3Cit 完全中和生成 NaH2Cit，需 0.400 molL-1NaOH 溶液 250 mL，生成 NaH2Cit 0.200 molL-1 500 mL=100 mmol设 NaH2Cit 部分转化为 Na2HCit 需 NaOH 溶液 V2 mL， NaH2Cit(aq) + NaOH(aq) Na2Hcit(aq) + H2O(l)2则 n(Na2HCit ) = 0.400V2 mmol， n(NaH2CitB) = (100 - 0.400V2) mmol，pH = pKa2 + lg= 4.77lg= 5.00 )CitH()HCit(- 2-2nn )mmol
5、0.400-(100mmol400. 022 VVV2 = 157共需加入 NaOH 溶液的体积为V1 mL + V2 mL = (250 + 157) mL = 407 mL例4-3 已知巴比妥酸 (C4H4N2O3)的pKa = 4.01。今有500 mL总浓度0.200 molL-1、pH为3.70的巴比妥酸巴比妥酸钠缓冲溶液，欲将溶液的pH调整到4.20，需加入NaOH多少克？调整前后缓冲溶液的缓冲容量各为多少？分析 用HendersonHasselbalch方程式分别求出加入NaOH前后缓冲系中巴比妥酸及巴比妥酸钠的浓度，再求缓冲容量。解 在pH为3.70的缓冲溶液中3.70 = 4
6、.01 + lg )ONH(C)ONH(CL0.200mol32443244-1cc解得 c（C4H4N2O3）= 0.134 molL-1c（NaC4H3N2O3）= (0.200 - 0.134) molL-1 = 0.066 molL-1 =0.10 molL-11 -1-1L0.066)mol(0.134L0.066molL0.134mol2.303 设将 pH 调整为 4.20 需加入固体 NaOH x g：4.20 = 4.01 + lg1 -1 -1 -1 -mol40gg0.50LL4mol13. 0mol40ggL50. 0L66mol0 . 0xx解得： m = 1.1c（
7、C4H4N2O3）= 0.134 molL-1 = 0.079 molL-1L50.0molg401g.1 1-c（NaC4H3N2O3）= 0.066 molL-1 + = 0.12 molL-1 L50. 0molg401.1g1 - = 0.11 molL-11 -1-1L0.12)mol(0.079L0.12molL0.079mol2.303 例 4-4 用 0.025 molL-1的 H2C8H4O4(邻苯二甲酸)溶液和 0.10 molL-1的 NaOH 溶液，配制 pH 为 5.60的缓冲溶液 100 mL，求所需 H2C8H4O4溶液和 NaOH 溶液的体积比。3分析 NaOH
8、 与 H2C8H4O4完全反应生成 NaHC8H4O4，再与 NaHC8H4O4部分反应生成 Na2C8H4O4。解 缓冲系为,查表 4-1，pKa2=5.41。设需 H2C8H4O4溶液 V1 mL，需 NaOH 溶 448OHHC2 448OHC液的总体积为 V2 mL，依题意第一步反应需 NaOH 溶液的体积亦为 V1 mL。对于较复杂的平衡体系，可用列表法找出平衡时各物质的量。 H2C8H4O4(aq) + NaOH(aq) (aq) + H2O(l) 448OHHC起始量 mmol + 0.025V1 +0.025V1变化量 mmol -0.025 V1 -0.025V1 +0.02
9、5V1平衡量 mmol 0 0 +0.025V1 (aq) + NaOH(aq) (aq) + H2O(l) 448OHHC2 448OHC起始量 mmol +0.025V1 +(0.10V2-0.025V1)变化量 mmol -(0.10V2-0.025V1) -(0.10V2-0.025V1) +(0.10V2-0.025V1)平衡量 mmol 0.025V1- (0.10V2-0.025V1) 0 (0.10V2-0.025V1)= (0.050V1-0.10V2)pH = pKa2 + lg= 5.41 + lg= 5.60 )OHHC()OHC(- 448-2 448 nn mmol
10、)10. 0050. 0(mmol)025. 010. 0(2112 VVVV 解得 5 . 221VV学生自测题 TOP 判断题 选择题 填空题 问答题 计算题一、判断一、判断题题（ （对对的打的打， ，错错的打的打） ）1. 缓冲溶液就是能抵抗外来酸碱影响，保持溶液 pH 绝对不变的溶液。 （ ）2、在一定范围内稀释缓冲溶液后，由于共轭碱与共轭酸的比值不变，故缓冲溶液的 pH 和缓冲容量均不变。 （ ）3、可采用在某一元弱酸 HB 中，加入适量 NaOH 的方法来配制缓冲溶液。 （ ）4、总浓度越大，缓冲容量越大，缓冲溶液的缓冲能力越强。 （ ）5、正常人体血浆中，碳酸缓冲系的缓冲比为 2
11、0：1，所以该缓冲系无缓冲作用。 （ ）二、二、选择题选择题（将每（将每题题一个正确答案的一个正确答案的标标号号选选出）出） TOP 1、下列混合溶液中，具有缓冲作用的是 （ ）A50 mLc（KH2PO4）= 0.10 molL-1的溶液+50 mL c（NaOH）= 0.10 molL-1的溶液。B50 mL c（HAc）= 0.10 molL-1的溶液+25 mLc（NaOH）= 0.10 molL-1的溶液。4C50 mL c（NH3）= 0.10 molL-1的溶液+25 mL c（HCl）= 0.20 molL-1的溶液。D500 mL c（NaHCO3）= 0.10 molL-1
12、的溶液+5 mL CO2饱和水溶液（常温下 CO2的摩尔溶解度为 0.04 molL-1） 。El 升纯水中加入 c（HAC）= 0.01 molL-1和 c（NaAc）= 0.01 molL-1的溶液各 1 滴。2、由相同浓度的 HB 溶液与 B- 溶液等体积混合组成的缓冲溶液，若 B-的 Kb=1.010-10，则此缓冲溶液的 pH 为（ ）A4.0 B5.0 C7.0 D. 10.0 E14.03、用相同浓度的 HCl 溶液和 NH3H2O 溶液（pKb4.76）配制 pH = 9.24 的缓冲溶液，HCl 溶液和NH3H2O 溶液的体积比应为（ ）A11 B12 C21 D31 E13
13、4、配制 pH=9.30 的缓冲溶液，下列缓冲对中最合适的是（ ）ANaHCO3-Na2CO3（H2CO3的 pKa2 = 10.33）BHAc - NaAc（HAc 的 pKa = 4.756）CNH4Cl NH3H2O（NH3H2O 的 pKb = 4.75）DNa2HPO4 Na3PO4（H3PO4的 pKa3 = 12.32）EC2H5COOHC2H5COONa（C2H5COOH 的 pKa= 4.87）5、已知常温下 H3PO4的 pKa1=2.16，pKa2=7.21, pKa3=12.32。下列缓冲对中，最适合于配制 pH 为2.0 的缓冲溶液的是（ ）A. H3PO4 B. C
14、. 42POH 42POH2 4HPO2 4HPO3 4POD. H3PO4 E. H3PO4 3 4PO2 4HPO三、填空三、填空题题 TOP1、缓冲容量的影响因素中，缓冲比对缓冲容量的影响是：对同一缓冲溶液，当总浓度相同时，缓冲比越接近于 （1） ，缓冲容量越 （2） 。2、NaHCO3和 Na2CO3组成的缓冲溶液，抗酸成分是 （3） ，抗碱成分是（4） ，计算该缓冲溶液 pH 的公式为 （5） 。该缓冲系的有效缓冲范围是 （6） 。 （已知：H2CO3的pKa1=6.35，pKa2=10.33）3、影响缓冲容量的两个重要因素是（7） 和 （8） 。四、四、问问答答题题 TOP1、什么是缓冲溶液？ 试以血液中的 H2CO3-缓冲系为例，说明缓冲作用的原理及其在医学 3HCO5上的重要意义。2、影响缓冲溶液的 pH 的因素有哪些？为什么说共轭酸的 pKa是主要因素？ 五五、 、计计算算题题 TOP1.临床检验得知患者甲、乙、丙三人血浆中和溶解态 CO2(aq)的浓度如下： 3HCO甲 = 24.0 mmolL-1，CO2(aq) = 1.20 mmolL-1 3HCO甲 = 21.6 mmolL-1，CO2(aq) = 1.35 mmolL-1 3HCO甲 = 56.0
