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1、认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第四章第四章 缓冲溶液缓冲溶液第一节第一节缓冲溶液的基本概念缓冲溶液的基本概念第二节第二节缓冲溶液缓冲溶液pH值的计算值的计算第三节第三节缓冲容量缓冲容量第四节第四节缓冲溶液的配制缓冲溶液的配制第五节第五节缓冲溶液在医学上的意义缓冲溶液在医学上的意义认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目4-1缓冲溶液的基本概念缓冲溶液的基本概念许多反应，往往都需要在一定的许多反应，往往都需要在一定的pH值条件下才能
2、正常进行。值条件下才能正常进行。如反应：如反应：M2+H2Y=MY+2H+要求在要求在pH=7.0左右才能正常进行左右才能正常进行一、缓冲作用认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 pH=3 pH=0.091L纯水中纯水中 (pH=7)+1molL-1HCl0.1mlpH=4 pH=3+1molL-1NaOH0.1mlpH=101L含含0.05molHAc和和0.05mol NaAc的溶液的溶液(pH=4.75)+1molL-1HCl10mlpH=4.66 pH=0.09+1molL-1NaOH10mlpH=4.8
3、4缓缓冲冲溶溶液液：能能够够抵抵抗抗外外来来少少量量强强酸酸、强强碱碱或或稍稍加加稀释而保持稀释而保持pH基本不变的溶液。基本不变的溶液。(buffersolution)认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目HAcNaAc体系体系同时大量存在同时大量存在Ac-+H3O+HAc +H2OH+不会显著变化不会显著变化加少量加少量强酸强酸HAc+H2OH3O+Ac-Ac-是是抗酸组分抗酸组分 二、缓冲作用机理一对共轭酸碱对一对共轭酸碱对认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度
4、重视，已经展开了“精准扶贫”项目HAc +OH-H2O+Ac-加少量加少量强碱强碱OH-OH-不会显著变化不会显著变化HAc是是抗碱组分抗碱组分 HAc+H2OH3O+Ac-H3O+OH-2H2OH+不会显著变化不会显著变化认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目缓冲溶液的缓冲溶液的的组成特征：的组成特征：HAcH+Ac-抗酸组分抗酸组分 抗碱组抗碱组分分 缓冲对（系）缓冲对（系） 一对共轭酸碱对同时大量存在一对共轭酸碱对同时大量存在三、缓冲对三、缓冲对认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近
5、年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目酸式盐酸式盐 + + 次级盐次级盐 NaHCO3Na2CO3NaH2PO4Na2HPO4 弱酸弱酸 + + 弱酸盐弱酸盐 HAcNaAc H2CO3NaHCO3 弱碱弱碱 + + 弱碱盐弱碱盐 NH3NH4Cl 缓冲对的类型缓冲对的类型一对弱共轭酸碱对一对弱共轭酸碱对认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目4-2缓冲溶液缓冲溶液pH值的计算值的计算一、缓冲公式一、缓冲公式HB+H2OH3O+B-缓缓冲冲比比Ka=H3O+ B-HB-C+CHB+H2OH3O+B-B
6、-+H2OHB+OH-H2O+H2OH3O+OH-MBM+B-认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目1.1.pH与缓冲系中的共轭酸的与缓冲系中的共轭酸的Ka值有关值有关。 NH3-NH4+，NH4+的的pKaH2PO4-HPO42-2.2.pH与缓冲比有关与缓冲比有关，缓冲比缓冲比=1时，时，pH=pKa。H3PO4的的pKa2认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目二、计算缓冲溶液二、计算缓冲溶液 pH pH 值值例例4-1将将0.10
7、molL-1的的NaH2PO4溶液溶液10.0ml和和0.20molL-1的的Na2HPO4溶液溶液1.0ml混合，计算该混混合，计算该混合液的合液的pH值。值。解：解：H2PO4-H+HPO42-已知磷酸的已知磷酸的Ka2=6.2310-8=6.51认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目例例例例4-24-2将将将将 0.10molL0.10molL-1-1 盐酸溶液盐酸溶液盐酸溶液盐酸溶液 100ml100ml与与与与 400ml0.10molL400ml0.10molL-1-1 氨氨氨氨水溶液相混合，求混合后溶
8、液的水溶液相混合，求混合后溶液的水溶液相混合，求混合后溶液的水溶液相混合，求混合后溶液的 pHpH值（已知值（已知值（已知值（已知NHNH33的的的的 K K bb=1.7610=1.7610- -5 5）。）。）。）。解：解：NH3+H+NH4+=9.72认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目4-3 4-3 缓冲容量缓冲容量一、缓冲容量一、缓冲容量(buffering capicity)n：加入一元强酸：加入一元强酸或碱的物质的量或碱的物质的量pH:pH的变化值的变化值单位单位:mmolmL-1p-1molL-1
9、p-1定义：单位体积缓冲溶液的定义：单位体积缓冲溶液的pH值改变值改变1个单位个单位( pH=1)时，所需加入一元强酸时，所需加入一元强酸(碱碱)的物质的的物质的量。量。意义：衡量缓冲能力大小的尺度。意义：衡量缓冲能力大小的尺度。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目二、如何计算缓冲容量二、如何计算缓冲容量二、如何计算缓冲容量二、如何计算缓冲容量 关键是计算出加入少量一元强酸或强碱关键是计算出加入少量一元强酸或强碱（n）前前后的后的PH值，从而计算出值，从而计算出PH。根据根据前前后后代入代入即得即得认识到了贫困户
10、贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目例例例例4-3 4-3 4-3 4-3 用用浓浓度度均均为为0.20molL-1的的HAc和和NaAc溶溶液液等等体体积积比比混混合合成成10ml缓缓冲冲液液，计计算算该该缓缓冲冲液液的的pH值值。若若在在该该溶溶液液中中加加入入0.10molL-1NaOH0.30ml，再再计计算算该该缓缓冲冲液的缓冲容量液的缓冲容量(HAc的的pKa=4.75)。解解:加入加入NaOH后：后：认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”
11、项目pH=pH2pH1=4.784.75=0.03认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 dna(b):加入微小量的一元强酸加入微小量的一元强酸(碱碱)物质的量；物质的量；|dpH|:为缓冲溶液为缓冲溶液pH值的微小改变量。值的微小改变量。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目三、影响三、影响的因素的因素缓冲比一定时缓冲比一定时,c总总越大越大,越大越大。1.总浓度总浓度c总总=B-+HB=c(B-)+c(HB)2.303总总比比/(比
12、比+1)22.缓冲比缓冲比B-HB缓冲比缓冲比=1，pH=pKa,最大最大c总总一定时，一定时，极大极大=0.576总总极大比比=12.303总总比比/(比比+1)2稀释时，稀释时，c总总， 。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目三、影响三、影响的因素的因素缓冲范围：缓冲范围：缓冲作用的有效区间缓冲作用的有效区间(pKa1pHpKa1)pHpKa1大于大于1010或小于或小于1/101/10时时缓冲容量就已很小缓冲容量就已很小一般认为不再具有缓冲能力一般认为不再具有缓冲能力认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对
13、症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目4-4缓冲溶液的配制缓冲溶液的配制作为测量溶液作为测量溶液pH值时的参照标准值时的参照标准目的目的标准缓冲溶液标准缓冲溶液控制溶液控制溶液pH值值pH标准值饱和酒石酸氢钾 (0.034 molL-1)3.5570.05 mol L-1邻苯二甲酸氢钾4.0080.025 mol L-1KH2PO40.025 mol L-1Na2HPO46.8650.008695 mol L-1KH2PO40.03043 mol L-1 Na2HPO47.4130.01 mol L-1硼砂9.18表表4-6 标准缓冲溶液的标准缓冲溶液的
14、pH 值值(298K)认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目一、一、配制方法配制方法 选择缓冲对选择缓冲对 pHpH( (p pK Ka a1)1) 无干扰反应发生。无干扰反应发生。 控制缓冲对的总浓度，控制缓冲对的总浓度，c总总 = = 0.050.2molL-1缓冲容量缓冲容量=0.020.1molL-1pH-1 3. 计算所需缓冲对物质的量。计算所需缓冲对物质的量。4. pH pH值校正。值校正。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”
15、项目 二、二、计算计算1.采用相同浓度的共轭酸碱溶液按一定的采用相同浓度的共轭酸碱溶液按一定的体积比混合。体积比混合。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目例例例例4-4 4-4 4-4 4-4 配制配制pH=5.00的缓冲溶液的缓冲溶液100ml, ,应选择哪应选择哪 种缓冲对？如何配制？种缓冲对？如何配制？解：解：选用选用0.10molL-1HAc-0.10molL-1NaAc设需设需HAcml，则，则NaAc为（为（100-）mlVHAc=36(ml)VNaAc=100-64(ml)认识到了贫困户贫困的根本原
16、因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目2.2.在一定量的弱酸（或弱碱）溶液中，加入较小量的强碱在一定量的弱酸（或弱碱）溶液中，加入较小量的强碱 （或强酸）。（或强酸）。例例例例4-5 50ml 0.10 molL4-5 50ml 0.10 molL4-5 50ml 0.10 molL4-5 50ml 0.10 molL-1-1-1-1HAcHAcHAcHAc溶液与溶液与溶液与溶液与25 ml 0.10 molL25 ml 0.10 molL25 ml 0.10 molL25 ml 0.10 molL- - - -1 1 1 1NaOHNaO
17、HNaOHNaOH 溶液相混合，是否具有缓冲作用？并计算该溶液的溶液相混合，是否具有缓冲作用？并计算该溶液的溶液相混合，是否具有缓冲作用？并计算该溶液的溶液相混合，是否具有缓冲作用？并计算该溶液的pHpHpHpH值。值。值。值。解：解： HAc+NaOHNaAc+H2O反应前反应前/mmol0.10500.10250反应后反应后/mmol0.10(50-25)0.1025 = 4.75+lg1=4.75认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目例例例例4-6 4-6 4-6 4-6 在在浓浓度度为为0.05molL-1
18、的的Tris（三三羟羟甲甲基基氨氨基基甲甲烷烷）溶溶液液50ml中中，加加入入浓浓度度为为0.05molL-1的的HCl溶溶液液多多少少ml，用用水水稀稀释释到到100ml后后溶溶液液的的pH值值为为7.40(298K)？已知？已知TrisH+的的pKa=8.17解：设需加入解：设需加入HCl溶液溶液xmlTris+H+TrisH+起始起始n(mmol)0.05500.05x平衡平衡n(mmol)0.05(50-x)0.05xx =42.7(ml)认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目1.1.选择缓冲对选择缓冲对2
19、.2.选择缓冲对的总浓度选择缓冲对的总浓度3.3.查表查表例：例：H2PO4-HPO42-缓冲溶液的实际配制缓冲溶液的实际配制4. pH4. pH值校正。值校正。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目4-5缓冲溶液在医学上的意义缓冲溶液在医学上的意义血液的主要缓冲体系是血液的主要缓冲体系是H2CO3-HCO3-正常人血浆的正常人血浆的pH值约为值约为7.357.45H2O+CO2H2CO3H+HCO
20、3-pKa=6.10其中抗酸成分为其中抗酸成分为HCO3-、抗碱成分为抗碱成分为H2CO3。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目小结小结小结小结一、缓冲溶液的组成一、缓冲溶液的组成缓冲对：缓冲对：HBB-（抗碱成分、抗酸成分）（抗碱成分、抗酸成分）二、缓冲溶液二、缓冲溶液pH值的计算值的计算三、缓冲溶液的选择和配制三、缓冲溶液的选择和配制认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目下列混合溶液是否具有缓冲作用下列混合溶液是否具有缓冲作用?为
21、什么为什么? 0.1 molL-1的的H2PO4溶溶液液50ml与与0.1 molL-1Na2HPO4溶溶液液50ml混合。混合。0.2molL-1的的HAc溶液溶液50ml与与0.2molL-1的的NaOH溶液溶液25ml混合。混合。0.1molL-1的的NH3H2O溶溶液液50ml与与0.2molL-1的的HCl溶溶液液25ml混混合合0.1molL-1的的HCl溶液溶液50ml与与0.1molL-1的的KCl溶液溶液10ml混合。混合。110molL-1的的HAc溶溶液液50ml与与110molL-1的的NaAc溶溶液液50ml混合。混合。解解：（1）（2）（4）具具有有缓缓冲冲作作用用
22、，（3）（5）无无缓缓冲冲作作用用。因因为为（1）（2）中中存存在在着着足足够够浓浓度度的的共共轭轭酸酸碱碱对对，（4）是是pH3的的强强酸，酸，（3）（）（5）中无足够浓度的共轭酸碱对。中无足够浓度的共轭酸碱对。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目2今今需需配配制制pH为为7.40的的缓缓冲冲液液100ml，问问应应取取0.067 molL-1的的Na2HPO4溶溶液液和和0.067 molL-1的的KH2PO4溶溶液液各各若若干干ml(H3PO4的的pKa26.80)？ 解解: :认识到了贫困户贫困的根本原因
23、，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目3欲欲配配制制pH为为5.00的的缓缓冲冲溶溶液液,需需称称取取多多少少的的CH3COONa3H2O固体固体,溶解在溶解在500ml0.500molL-1CH3COOH中中?(HAc的的pKa4.75) 解解: :需称取需称取NaAc3H2O的质量为的质量为：0.445136=60.52(g)认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目4已已知知TrisHCl在在37时时的的pKa为为7.85，今今欲欲配配制制pH为为7.40的的缓
24、缓冲冲液液，问问在在含含有有Tris和和TrisHCl各各为为0.05molL-1的的溶溶液液100ml中中，需需加加入入0.05molL-1的的HCl溶液多少溶液多少ml？ 解解: :设需加入设需加入HCl的体积为的体积为xmol解得：解得：x x=47.6(ml)认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目5用用0.025molL-1的的H3PO4溶溶液液配配成成pH为为7.4的的缓缓冲冲溶溶液液100ml，需需加加入入0.025molL-1的的NaOH溶溶液液与与之之中中和和，试试计计算算所所需需H3PO4溶溶液液
25、与与NaOH溶溶液液的的体体积积, ,已已知知H3PO4 的的PkPka1a1=2.12, =2.12, PkPka2a2=7. =7. 21, 21, PKPKa3a3=12.67 =12.67 。 解解: :根据题意，应用缓冲对根据题意，应用缓冲对H2PO4-HPO42-。设需需H H3 3POPO4 4 x x mlml，与与H H3 3POPO4 4反反应生成生成H2PO4-的的NaOH(NaOH(第一步）第一步）为 x x ml ml，与与H2PO4-反反应生成生成HPO42-的的NaOH (NaOH (第二步）第二步）为y ymlml。 H3PO4+OH-=H2PO4-+H2O0.
26、025x0.025x0.025xH2PO4-+OH-=HPO42-+H2O0.025x-0.025y0.025y0.025yx+x+y=100y=100-2x解得：解得：x=38.34(ml)，即需要即需要H3PO438.34ml。NaOHNaOH需要：需要：100-38.34=61.66(100-38.34=61.66(ml)ml) 认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目SummaryApaticularlyimportanttypeofacid-basemixtureis a weak conjugate ac
27、id-base pair. Such mixturesfunction asbuffers, the conjugate acid-basepairiscalled buffer pair. Addition of small amounts ofadditional acid or base to a buffer solution causesonlysmallchangesinpHbecausethebufferreactswith the added acid or base. Buffer solutions areusuallypreparedfromaweakacidandsal
28、tofthatacidorfromaweakbaseandasaltofthatbase.认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目SummaryTwo important characteristics of a buffer solutionareitspHanditsbuffering capacity. ThepHofabuffer solution can be calculated with Henderson-Hasselbalch equation, the buffering capacity of abuffersolutionisdecidedbyitstotalconcentrationsandtheratioofitsbufferpairconcentrations.TheeffectiverangeofabuffersolutionispH=pKa1.
