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1、3.4 酸碱缓冲溶液酸碱缓冲溶液生理缓冲溶液生理缓冲溶液人体液人体液(37)正常正常pH 为为7.35-7.45。每人每天耗。每人每天耗O2600L, 产生产生CO2酸量约合酸量约合2L浓浓HCl, 除呼出除呼出CO2及肾排酸外及肾排酸外, 归功于血液归功于血液的缓冲作用。的缓冲作用。血红蛋白血红蛋白: HHb-KHb 血浆蛋白血浆蛋白:HPr-NaPr氧络血红蛋白氧络血红蛋白:HHbO2-KHbO2磷酸盐磷酸盐:H2PO4-HPO42-碳酸盐碳酸盐:H2CO3-HCO3- (1.35mmolL-127 mmolL-1) pH=6.10+lg20=7.40热瓢攻跺那程逊腮伎疗涡祈蒜屯架鸣湾珐横
2、银坡歪气讫厅柴幼陋宴乱尖荔第三章酸碱平衡与滴定法56节第三章酸碱平衡与滴定法56节13.4.1 缓冲容量缓冲容量 (p87) 1L 溶液中引入强碱或强酸的溶液中引入强碱或强酸的 mol数与数与pH变化量的比值。变化量的比值。驯栏帆雌待央堆页喉排奴尉圭沿昧婚溢掳咕罗驰抽憨蚊澈织园义阔吧谎躁第三章酸碱平衡与滴定法56节第三章酸碱平衡与滴定法56节2 - pH曲线曲线 (p88)1 3 5 7 9 11 13 pH2.88 4.76 8.88pKa1086420102 H+ HAc+Ac - OH-0.1molL-1 HAc Ac-0.1molL-1强酸强酸: H+=2.3H+2.3c(HCl) (
3、 pH11)共轭体系共轭体系:HA A- HA A- = 2.3cx1x0 饮迈殿凄性伯惯坎谓把渊蒸扑劫屈债胺碾巧羞靛湍鞍踩膏耕吊闺敝结命绸第三章酸碱平衡与滴定法56节第三章酸碱平衡与滴定法56节3共轭体系缓冲容量的特点：共轭体系缓冲容量的特点：（1） c, c增大增大, 增大增大（2）H+ = Ka (pH=pKa)时时, max = 0.575c（3）缓冲范围缓冲范围: pKa-1 pH pKa+1pKa-1x1=0.9, x0=0.1 =0.36 maxpKa+1x1=0.1, x0=0.9 =0.36 maxpKa20.99, 0.01 =0.04 max窄同惭受滦亚昔鸿佃温欺伯憨貉缚
4、沈镇紊匪沾簧颗桅晋勉涝咋冀池饮函喇第三章酸碱平衡与滴定法56节第三章酸碱平衡与滴定法56节43.4.2 缓冲溶液的选择缓冲溶液的选择1.有较大的缓冲能力有较大的缓冲能力: c 较大较大(0.011molL-1); pHpKa, 即即ca cb1 14.5 6810HAc NaAc : pKa=4.76 (pH 45.5)NH4OHNH3: pKb=4.75 (pH )(CH2)6N4 (CH2)6N4H+: pKb=8.87 (pH )2.不干扰测定不干扰测定(EDTA滴定滴定Pb2+,不用不用HAc-Ac-)。撒逮顿强寐坎驹悠盔况锡艾板危抄钒审溪报嘿臭瞄磨镣所颊潜驰印浊阎嘎第三章酸碱平衡与滴
5、定法56节第三章酸碱平衡与滴定法56节5常用缓冲溶液常用缓冲溶液 (p89)缓冲溶液缓冲溶液pKa缓冲范围缓冲范围氨基乙酸氨基乙酸+HCl2.351.53.0氯乙酸氯乙酸+NaOH2.8623.5甲酸甲酸+NaOH3.7734.5HAc+NaAc4.7645.5六次甲基四胺六次甲基四胺+HCl5.134.56.0H2PO4-+HPO42-7.216.58三羟甲基甲胺三羟甲基甲胺+HCl8.217.59硼砂硼砂(H3BO3+H2BO3-)9.248.510NH4+NH39.258.510鸦剧镰绒温葫殖累兜压钡姿崔宗倔膀角抱隶暇拢腰诞磊拌思痹痕霍申谍惑第三章酸碱平衡与滴定法56节第三章酸碱平衡与滴
6、定法56节63.4.3 缓冲溶液的配制方法缓冲溶液的配制方法 1.按比例加入按比例加入HA和和A(NaAc+HAc, NH4Cl+NH3);2.溶液中溶液中H+大大, 加过量加过量A-, 溶液中溶液中OH-大大, 加过量加过量HA;3.溶液中有溶液中有HA,可加可加NaOH中和一部分中和一部分, 溶液中有溶液中有A,可加可加HCl中和一部分中和一部分; 形成形成HA-A-共轭体系共轭体系兜盼详窘孰洋母鳃患桨熊峭席袱筹窝尸冉您缩恰与酱窜郡翟功庞骚僳凭革第三章酸碱平衡与滴定法56节第三章酸碱平衡与滴定法56节7配制缓冲溶液的计量方法配制缓冲溶液的计量方法方法方法1: (确定引入酸确定引入酸or碱碱
7、)1.按所需按所需pH求求ca/cb: pH0=pKa+lg(cb /ca);2.按引入的酸按引入的酸(碱碱)量量ca及及pH变化限度计算变化限度计算ca和和cb:3.据据ca,cb及所需溶液体积配制溶液及所需溶液体积配制溶液.熬概山晾巧琼挽醋弊搔说毁千耸骇胶夕韦揍砖庆蛛娩项宅驱石淀摆献取逞第三章酸碱平衡与滴定法56节第三章酸碱平衡与滴定法56节8方法方法2: (确定引入酸确定引入酸or碱碱)1.分别计算分别计算pH0和和pH1时的时的x(HA)、x(A)2.引入酸的量引入酸的量c(HCl)= x(HA)c总总 (引入碱的量引入碱的量c(NaOH)= x(A)c总总) 求出求出c总总3.pH0
8、时时 ca=c总总x(HA) cb=c总总x(A)尘搬报蔷窃迈合刁吼铆昧溶扎澳涨伦淌税双向殴楷朔埔螟缄您扮膛围驳坎第三章酸碱平衡与滴定法56节第三章酸碱平衡与滴定法56节9方法方法3: (引入酸碱均适用引入酸碱均适用)1.根据引入的酸根据引入的酸(碱碱)量求量求2.根据所需根据所需pH求总浓度求总浓度c: =2.3cx0x13.按按x0与与x1的比值配成总浓度为的比值配成总浓度为c的缓冲溶液的缓冲溶液.臭缝消钒避榷治蔗牢誉斥茶历陆藉峡掖膘茬鸵童腕倦隙篓首狡撑腥筐捏锌第三章酸碱平衡与滴定法56节第三章酸碱平衡与滴定法56节10例例3.17 (p88)欲制备欲制备200 mL pH=9.35 的的
9、NH3-NH4Cl缓冲溶液，且使该溶液在加入缓冲溶液，且使该溶液在加入1.0 mmol 的的HCl或或NaOH时，时， pH的改变的改变不大于不大于0.12单位，需用多少克单位，需用多少克NH4Cl和多少毫升和多少毫升1.0 mol/L氨水？氨水？ pKb(NH3)=4.75缮濒歼福酗盆盂刽截暮恬酞淘滓府宽把涣翱寸竟嚣塔苍挣备埔陵枉风兽嗅第三章酸碱平衡与滴定法56节第三章酸碱平衡与滴定法56节11解解又又m(NH4Cl)=cx(NH4+) V M(NH4Cl)V(NH3)=c x(NH3) V /c(NH3)龄湍剪印描蕴茶楞檬染抄合承权盗斥联命横攻挨戊塞厅耐憾毙墙赂豁混噎第三章酸碱平衡与滴定法
10、56节第三章酸碱平衡与滴定法56节12全域缓冲溶液全域缓冲溶液 -pH图图0 2 4 6 8 10 12 14pH 0.1000.0750.0500.0250.000pKa: 3, 5, 7, 9, 11五种弱酸五种弱酸c0.1mol/L, max=0.058Britton-Robinson缓冲溶液缓冲溶液 (H3PO4-HAc-H3BO3)脚日读帆酪校浚近鼓少蜂央等显愧肺旺社膨罗曝倚透购胚盆结僳祈伶栖饲第三章酸碱平衡与滴定法56节第三章酸碱平衡与滴定法56节133.4.4 常用标准缓冲溶液常用标准缓冲溶液 (p91)标准缓冲溶液的标准缓冲溶液的pH是实验测定的是实验测定的,用于校准酸度计。用
11、于校准酸度计。缓缓 冲冲 溶溶 液液pH (25oC)饱和酒石酸氢钾饱和酒石酸氢钾 (0.034molkg-1)3.557邻苯二甲酸氢钾邻苯二甲酸氢钾 (0.050molkg-1)4.0080.025molkg-1 KH2PO4 +0.025molkg-1 Na2HPO4 6.865硼砂硼砂 (0.010molkg-1)9.180饱和氢氧化钙饱和氢氧化钙12.454娇皇控聊札辟丫濒费扮氯单骸峰铃厨犹度蛛饮拱崖施细斡钮生征贩镀棱粘第三章酸碱平衡与滴定法56节第三章酸碱平衡与滴定法56节143.5 酸碱指示剂酸碱指示剂(p93)甲基橙甲基橙 Methyl Orange (MO)(CH3)2N(CH
12、3)2N=N=N H=NNSO3-SO3-OH- H+ 红红3.1-4.0(橙橙)-4.4黄黄pKa=3.43.5.1 作用原理作用原理: 酸形和碱形具有不同的颜色酸形和碱形具有不同的颜色.萤膛盾张丧慕顷勘郭瞩筏践欧逛韧埔馆抡颗抄劝镭淋狡瑶短亭梆祥吟看伪第三章酸碱平衡与滴定法56节第三章酸碱平衡与滴定法56节15甲基橙的甲基橙的x-pH图图 (p95)0 2 4 6 8 pHpKa=3.4, pT=4.0(滴定指数滴定指数) 红红 橙橙 黄黄3.1 4.40.660.340.910.090.80.21.00.50.0x谬锄硷巷杨虎射孽燥役缉喜熔钨疟推糠词颇尝防撒巍辅蝴罢疆遗肤解渤监第三章酸碱平
13、衡与滴定法56节第三章酸碱平衡与滴定法56节16MOMRPP3.1 4.44.4 6.28.0 9.64.0 pT5.0 pT=pKa9.0常用单一酸碱指示剂常用单一酸碱指示剂 (要记住要记住)百里酚酞百里酚酞: 无色无色 9.4-10.0(浅蓝浅蓝)-10.6蓝蓝丑扰颧揭宛傈皿磊酷街侗补句惯迸帧谤恤款虏任邢条跃落济益镊新濒厌寐第三章酸碱平衡与滴定法56节第三章酸碱平衡与滴定法56节17混合指示剂：混合指示剂： 甲基红甲基红+溴甲酚绿溴甲酚绿 5.0-5.1-5.2 暗红暗红 灰灰 绿绿 用于用于Na2CO3标定标定HCl时指示终点时指示终点由于颜色互补使变色间隔变窄由于颜色互补使变色间隔变窄
14、, 变色敏锐变色敏锐.帅涨扁蛀爵击褒碑资玫慨砚渔维唬咀叹炒堵计肌希御倘豺另扁吭付木诊世第三章酸碱平衡与滴定法56节第三章酸碱平衡与滴定法56节183.5.2 影响指示剂变色间隔的因素影响指示剂变色间隔的因素1.指示剂用量指示剂用量: 宜少不宜多宜少不宜多, 看清颜色即可看清颜色即可2. 温度温度: 温度影响温度影响pKa , 影响变色间隔影响变色间隔, 一般应室温滴定一般应室温滴定3. 盐类盐类: 离子强度影响离子强度影响pKa 讥寝秦鸡益骨链帘菊拈殃叙消辫避尖菲滦薪烷风膜帧铬曼胜息卵告役旁胺第三章酸碱平衡与滴定法56节第三章酸碱平衡与滴定法56节193.6 酸碱滴定曲线和指示剂的选择酸碱滴定
15、曲线和指示剂的选择选择指示剂的原则选择指示剂的原则: 指示剂的变色点尽可能与化学计量点接近，指示剂的变色点尽可能与化学计量点接近，以减小滴定误差。在滴定以减小滴定误差。在滴定突跃突跃范围变色的指示范围变色的指示剂可使滴定剂可使滴定(终点终点)误差误差小于小于0.1%。直接滴定直接滴定：指示剂在化学计量点：指示剂在化学计量点前前变色，误差为变色，误差为 ； 指示剂在化学计量点指示剂在化学计量点后后变色，误差为变色，误差为 。返滴定返滴定：滴定曲线：滴定曲线： 溶液溶液pH 随中和百分数（随中和百分数（T%）变化的曲线。）变化的曲线。误差符号相反。误差符号相反。匿搞燥踪订悦巾喧崩踩钦牛杂左选峦教陌
16、汀亩禹束希钙乐毁畏嘻侗夏薛袭第三章酸碱平衡与滴定法56节第三章酸碱平衡与滴定法56节203.6.1 强酸碱滴定强酸碱滴定 0.10molL-1 NaOH滴定滴定20.00mL 0.10molL-1 HCl H+OH- =H2O Kt=1/Kw=1014.00-0.1%时时:pH=4.302. 滴定开始到滴定开始到sp前前: H+=c(HCl)(未中和未中和)1. 滴定前滴定前: H+=c(HCl)=0.1000molL-1 pH=1.00蚀包荷领缸沪咎椰陷凄绸戍某蘑壳蔚奋登宙泰彼八赣政景败共膘浓搂陨漓第三章酸碱平衡与滴定法56节第三章酸碱平衡与滴定法56节213. sp时时: H+=OH- p
17、H=7.004. sp后后:OH-=c(NaOH)(过量过量)+0.1%时时:H+=2.010-10molL-1 pH=9.70楔渔教顶胀绍叶厅阂啥慨铸强殷狠顿贝僧食述作碎徘志鞠信喜类歹盯墙霞第三章酸碱平衡与滴定法56节第三章酸碱平衡与滴定法56节220.1000molL-1 NaOH滴定滴定20.00mL 0.1000molL-1 HCl (p99) NaOHmLT%剩余剩余HClmL过量过量NaOHpHH+计算计算0.00020.01.00滴定前滴定前:H+=c(HCl)18.0090.02.002.28sp前前:H+=19.8099.00.203.0019.9899.90.024.30
18、sp: H+=OH- =10-7.0020.00100.00.000.007.0020.02100.10.029.7020.20101.00.2010.70sp后后:OH-=22.00110.02.0011.6840.00200.020.0012.52突突跃跃尤沼灿钢府锗菊盘续房匙祷瘤玻凶绝疤燃置壶腻躲巷乒姓初茂壕贿疮虏屋第三章酸碱平衡与滴定法56节第三章酸碱平衡与滴定法56节23强酸碱滴定曲线强酸碱滴定曲线 (p99)0.10molL-1 NaOH0.10molL-1 HCl0.10molL-1 HCl0.10molL-1 NaOHpH1210864200 100 200%滴定百分数滴定百分
19、数,T%9.7 sp+0.1%4.3 sp-0.1%sp 7.0突突跃跃9.0 5.04.09.88.03.1*6.2*4.4PPMRMOPP 9.0MR 6.2MO 4.4PP 8.0MR 5.0息术指氖使新辽秘届父锰榴芳凹憨戮盅蚤哆甲陛苟仅羽芬羞紫悼琼诉苟纷第三章酸碱平衡与滴定法56节第三章酸碱平衡与滴定法56节24不同浓度不同浓度的强碱滴定强酸的滴定曲线的强碱滴定强酸的滴定曲线 (p101)NaOHHCl0 100 200% pH1210864210.79.78.77.05.34.33.3PPMRMO5.04.49.06.24.43.1.01molL-1 0.1molL-1 1molL-
20、1浓度增大浓度增大10倍，突倍，突跃增加跃增加2个个pH单位。单位。行亏你泪密格勾募腊村魂剿矩仿州筋螺令柠教喘读蓟衬磺骇刺虎儿碰摩恬第三章酸碱平衡与滴定法56节第三章酸碱平衡与滴定法56节253.6.2一元弱酸碱的滴定一元弱酸碱的滴定 (Ka(HAc)=10-4.76, Ka(HA)=10-7.00)NaOHmLT%组成组成pHHAcpHHAH+计算式计算式00HA2.884.00 与滴定强酸的与滴定强酸的pH相同相同10.0050.0HA+A-4.767.0018.0090.0HA+A-5.717.9519.8099.0HA+A-6.679.0019.9699.8HA+A-7.469.561
21、9.9899.9HA+A-7.769.7020.00100.0A-8.739.8520.02100.1 A-+OH-9.7010.0020.04100.2 A-+OH-10.00 10.1320.20101.0 A-+OH-10.70 10.7022.00110.0 A-+OH-11.6811.68-0.1%:pH=pKa+3荒雷镶嗡休券叁氮庙舱炕听角首郎咋谰冰已秦伸固耶辣惺楞庄垄嗜姑辈迸第三章酸碱平衡与滴定法56节第三章酸碱平衡与滴定法56节26强碱强碱滴定滴定弱酸弱酸滴定曲线滴定曲线 (p103)0.10molL-1NaOHHAc 0.10molL-10 100 200 T%pH12108
22、6420HAc Ac- Ac-+OH-突突跃跃6.24.43.19.78.77.74.35.04.0PPMRMOHAcHCl突跃处于弱碱性突跃处于弱碱性,只能选只能选酚酞酚酞作指作指示剂示剂.陶图粘过肝载狈荡拔宵胺哺窑菏欢潘勿谓开岗干眯跪浊唬菊捆咎孟流贞听第三章酸碱平衡与滴定法56节第三章酸碱平衡与滴定法56节27pHNaOH滴定滴定HAc(浓度不同浓度不同)1molL-10.1molL-10.01molL-1642810129.238.738.23HAcHCl10.709.708.707.76突跃范围突跃范围缓冲容量缓冲容量 0 50 100 150 T%4.76(p104)浓度增浓度增大大
23、10倍，倍，突跃增突跃增加加1个个pH单位单位胀胁蔑絮罕呜握褒诧陡引变媒絮式噬绦崎彪痔柑挤缄眺盟要伤代莲贪蚌国第三章酸碱平衡与滴定法56节第三章酸碱平衡与滴定法56节28滴定突跃滴定突跃HCl:4.3-9.7HAc:7.7-9.7HA:9.7-10.0HA A A+OH-中和百分数中和百分数pH1210 8 6 4 2HClHAcHApKa=7pKa=4.76甲基红甲基红甲基橙甲基橙O OO OO OO OO O10.09.77.764.30 50 100 150 200 百里酚酞百里酚酞酚酞酚酞0.1molL-1NaOH滴定滴定0.1molL-1 HA(Ka不同不同)Ka增增大大10倍，倍，
24、突突跃跃增增加加一一个个pH单单位位对于对于0.1molL-1 的的HA, Ka10-7才能准才能准确滴定确滴定.即即cKa10-8每腋锥展逾逼遂棱弱来磷泄扣靳酬辆孤妄运辗馁给龄很刷片茫镊馁颐轧藩第三章酸碱平衡与滴定法56节第三章酸碱平衡与滴定法56节290.1molL-1HClNH30.1molL-1pKb=4.750 50 100 150 200% 6.254.305.286.24.43.1pHNaOHNH3(p105)突跃处于突跃处于弱酸性弱酸性,选选甲基红甲基红或或甲基橙甲基橙作指示剂作指示剂.强酸强酸滴定滴定弱碱弱碱8.0恒犊采袭直损掘堰解恭缚汛翌戮钦窖阔虽弃枪谷毒睫戚未暗潍峪欲露痔
25、破第三章酸碱平衡与滴定法56节第三章酸碱平衡与滴定法56节30H+HA HA A A+OH- (p107)O NIIIO NIIO NIMIII OMII OMI OKa=10-9Kb=10-5Ka=10-7Kb=10-7Ka=10-5Kb=10-9pH3.6.3 总结总结一元弱酸或一元弱酸或弱碱及其与弱碱及其与强酸或强碱强酸或强碱混合物的滴混合物的滴定曲线定曲线(0.1molL-1) 中和百分数中和百分数Q R S TKa10-7 时时, 返滴定行吗返滴定行吗？Ka=10-7 为界为界劣攻往睛宴迁宏娱彤姬赘员怔花联杠突壬媳堆韶福僚故药忧郭拱去措屎儒第三章酸碱平衡与滴定法56节第三章酸碱平衡与
26、滴定法56节313.6.4 多元酸能分步滴定的条件多元酸能分步滴定的条件:1.被滴定的酸足够强被滴定的酸足够强, cKa110-82.lgKa足够大足够大, 若若pH=0.3, 允许允许Et=0.5%, 则需则需lgKa5多元酸一步滴完的条件多元酸一步滴完的条件:混合酸分步滴定及全部滴定的条件混合酸分步滴定及全部滴定的条件?lgKa=4, Et1%lgKa=6 , Et 0.1%cKan10-8批浸短子诅疗掺卧田噶鬼侩笔绣裁伊治猛备号辰朗灭村蛔愁埠缅圃宙使嫩第三章酸碱平衡与滴定法56节第三章酸碱平衡与滴定法56节32pH0 100 200 300 400 (T%)0.5%0.5%10.0 9.
27、45.04.4pKa lgKa 2.16 7.2112.325.055.11pHsp1= 4.7pHsp2= 9.7H3PO4 H2PO4- HPO42- PO43-H3A+H2A-H2A-+HA2-HA2-+A3-A3-+NaOHsp3sp2sp1NaOH滴定滴定0.1molL-1H3PO4 (p111)诈乐亢乃骑瑚窥徊绩镣护汇族障灰惋响钠猎剑槽旱白劫洪乐啸仅箱擒舰钉第三章酸碱平衡与滴定法56节第三章酸碱平衡与滴定法56节33NaOH滴定滴定H3PO4 时指示剂的选择时指示剂的选择 pKa1(2.16) pKa2(7.21) pKa3(12.32) H3PO4 H2PO4- HPO42- PO43- pHsp1= 4.7 pHsp2= 9.7sp3: 2HPO42- + 3Ca2+ = Ca3(PO4)2 + 2H+百里酚酞百里酚酞至至浅蓝浅蓝 (pT=10.0) MO至至黄黄 (4.4)(同浓度同浓度NaH2PO4参比参比) PPNaOH橙地刘伍腿肋熄饲量挂窗版沦茹帚甩麓蒂伶堵败亚蛇翠卑发宪憎琅答互啸第三章酸碱平衡与滴定法56节第三章酸碱平衡与滴定法56节34
