《緩沖溶液的配制與性質(zhì)》.doc

精品文檔實(shí)驗(yàn)一 緩沖溶液的配制和性質(zhì)、溶液pH值測(cè)定【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?. 學(xué)習(xí)緩沖溶液及常用等滲磷酸鹽緩沖溶液的配制方法。2. 加深對(duì)緩沖溶液性質(zhì)的理解。3. 強(qiáng)化吸量管的使用方法。4. 學(xué)習(xí)使用pHS-2C型酸度計(jì)。5. 培養(yǎng)環(huán)境保護(hù)意識(shí)?！绢A(yù)習(xí)作業(yè)】1. 一般性溶液與緩沖溶液有什么不同？2. 緩沖溶液的性質(zhì)有哪些？3. 如何衡量緩沖溶液的緩沖能力大??？緩沖溶液的緩沖能力與什么因素有關(guān)？4. 實(shí)驗(yàn)是如何設(shè)計(jì)以驗(yàn)證緩沖溶液所具有的性質(zhì)及緩沖容量的影響因素的，設(shè)計(jì)時(shí)有哪些注意事項(xiàng)？5. 該如何檢測(cè)緩沖溶液的pH值是否發(fā)生改變？是否均需要用pH計(jì)？6. 本實(shí)驗(yàn)屬定量測(cè)定還是定性測(cè)定或半定量測(cè)定？【實(shí)驗(yàn)原理】普通溶液不具備抗酸、抗堿、抗稀釋作用。緩沖溶液通常是由足夠濃度的弱酸及其共軛堿、弱堿及其共軛酸或多元酸的酸式鹽及其次級(jí)鹽組成的，具有抵抗外加的少量強(qiáng)酸或強(qiáng)堿、或適當(dāng)稀釋而保持溶液pH值基本不變的作用。本實(shí)驗(yàn)通過將普通溶液和配制成的緩沖溶液對(duì)加入酸、堿或適當(dāng)稀釋前后pH數(shù)值的變化來探討緩沖溶液的性質(zhì)。根據(jù)緩沖溶液中共軛酸堿對(duì)所存在的質(zhì)子轉(zhuǎn)移平衡：HB B+H3O+緩沖溶液pH值的計(jì)算公式為：式中pKa為共軛酸解離常數(shù)的負(fù)對(duì)數(shù)。此式表明：緩沖溶液的pH值主要取決于弱酸的pKa值，其次決定于其緩沖比。需注意的是，由上述公式算得的pH值是近似的，準(zhǔn)確的計(jì)算應(yīng)該用活度而不應(yīng)該用濃度。要配制準(zhǔn)確pH值的緩沖溶液，可參考有關(guān)手冊(cè)和參考書上的配方，它們的pH值是由精確的實(shí)驗(yàn)方法確定的。緩沖容量（）是衡量緩沖能力大小的尺度。緩沖容量（）的大小與緩沖溶液總濃度、緩沖組分的比值有關(guān)。緩沖溶液總濃度越大則越大；緩沖比越趨向于1,則越大，當(dāng)緩沖比為1時(shí)，達(dá)極大值。實(shí)驗(yàn)室中最簡單的測(cè)定緩沖容量的方法是利用酸堿指示劑變色來進(jìn)行判斷的。例如：本實(shí)驗(yàn)就使用了甲基紅指示劑。表2-3-1 甲基紅指示劑變色范圍pH值4.24.26.36.3顏色紅色橙色黃色醫(yī)學(xué)上常用PBS(等滲磷酸鹽緩沖鹽水)作為體外細(xì)胞緩沖培養(yǎng)液。PBS是與人體血漿滲透壓(280320mOsmolL-1)等滲，并與人體血液pH值(7.357.45)一致的含有NaCl、KCl、Na2HPO4、KH2PO4等物質(zhì)的磷酸鹽緩沖液。根據(jù)不同用途，PBS有不同的配制方法，如用于細(xì)胞培養(yǎng)的pbs配方為：8g NaCl，0.2g KCl，0.24g KH2PO4，1.44g Na2HPO4，加水至800ml，用HCl調(diào)pH至7.4，補(bǔ)水至1L，消毒滅菌既得。其在水溶液中的質(zhì)子轉(zhuǎn)移平衡如下：H2PO4H2O H2PO42H3O+ Ka2由上式可知該緩沖液pH的計(jì)算公式為該公式計(jì)算出來的數(shù)值由于未考慮溶液的活度，所以所得的數(shù)值仍為近似值?！緝x器與試劑】儀器：吸量管(5mL5，10mL5)，比色管(20mL4)，量筒(10mL)，燒杯(50mL6)，試管(10mL6，20mL6)，滴管，玻棒，洗瓶，pHS-2C型酸度計(jì)等試劑：1.0molL-1 HAc，0.1molL-1HAc，1.0molL-1 NaAc，0.10molL-1 NaAc，0.15molL-1KH2PO4，0.10molL-1Na2HPO4，0.15molL-1NaCl，0.15molL-1KCl，1.0molL-1NaOH，1.0molL-1HCl，0.15molL-1HCl，蒸餾水，甲基紅指示劑，廣泛pH試紙，自帶試樣兩份【實(shí)驗(yàn)步驟】（方法1）一、緩沖溶液的配制按照表2-3-2中用量，用吸量管配制甲、乙、丙及細(xì)胞培養(yǎng)用PBS緩沖溶液于已標(biāo)號(hào)的四支10mL，20mL比色管中，備用。二、緩沖溶液的性質(zhì)1. 緩沖溶液的抗酸、抗堿、抗稀釋作用取7支試管，按表2-3-3分別加入下列溶液，用廣泛pH試紙測(cè)pH值。然后，分別在各試管中滴加2滴1molL-1HCl溶液或2滴1molL-1NaOH溶液，再測(cè)pH值。記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：解釋所得結(jié)果。2. 緩沖容量與緩沖溶液總濃度（c）及緩沖比的關(guān)系取6支試管，按表2-3-4分別加入下列溶液，測(cè)pH值。然后，在14號(hào)試管中各加2滴1molL-1HCl溶液或2滴1molL-1NaOH，再測(cè)pH值。56號(hào)試管中分別滴入2滴甲基紅指示劑，溶液呈紅色。然后一邊振搖一邊逐滴加入1.0molL-1NaOH溶液，直至溶液的顏色剛好變成黃色。記錄所加的滴數(shù)。記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，解釋所得結(jié)果。三、PBS溶液及自帶試樣溶液pH值的測(cè)定先用pH試紙測(cè)量PBS溶液及自帶試樣溶液的pH值。然后用pHS-2C型酸度計(jì)分別測(cè)定它們的pH值，比較一下所測(cè)的pH數(shù)值是否與你預(yù)想的一致。【數(shù)據(jù)記錄與結(jié)果分析】日期：溫度：相對(duì)濕度表2-3-2 緩沖溶液的配制編號(hào)試劑濃度/molL1用量/mL總體積/mL甲HAc1.06.0012.00NaAc1.06.00乙HAc0.104.008.00NaAc0.104.00丙HAc0.100.303.00NaAc0.102.70細(xì)胞培養(yǎng)用PBSKH2PO40.150.2017.70Na2HPO40.101.70NaCl0.1515.50KCl0.150.30表2-3-3 緩沖溶液的抗酸、抗堿、抗稀釋作用實(shí)驗(yàn)編號(hào)1234567緩沖溶液（甲）/mL2.02.0/2.0H2O /mL/2.02.0/5.0NaCl /mL/2.02.0/pH(1)1.0molL-1HCl /滴2/2/2/1.0molL-1NaOH /滴/2/2/2/pH(2)pH結(jié)論：表2-3-4 緩沖容量與緩沖比（）及緩沖溶液總濃度（c）間的關(guān)系實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與c關(guān)系與關(guān)系實(shí)驗(yàn)編號(hào)123456緩沖溶液（甲）/mL2.0/2.0/緩沖溶液（乙）/mL/2.0/2.02.0/緩沖溶液（丙）/mL/2.0pH(1)甲基紅指示劑 /滴/22溶液顏色/1.0molL-1HCl /滴22/1.0molL-1NaOH /滴/22至溶液剛好變成黃色 滴至溶液剛好變成黃色 滴pH(2)pH結(jié)論：表2-3-5 PBS溶液及自帶試樣溶液pH值的測(cè)定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目PBS溶液自帶試樣1自帶試樣2pH試紙pHS-2CpH結(jié)論：備注：本實(shí)驗(yàn)方法配制的細(xì)胞培養(yǎng)用PBS溶液，已與人體血漿滲透壓等滲，若PBS溶液pH不等于7.4，可直接用0.15molL-1HCl調(diào)節(jié)至7.4?！緦?shí)驗(yàn)步驟】（方法2）一、一般溶液的抗酸、抗堿、抗稀釋作用取10支試管，按照表2-3-6中用量，分別加入各種試劑，測(cè)pH值。然后，在各試管中分別滴加2滴1molL-1HCl溶液或1molL-1NaOH溶液，再測(cè)pH值。最后，在各試管中在加入5ml蒸餾水，再測(cè)pH值。記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，解釋普通溶液是否具有抗酸、抗堿、抗稀釋作用。二、緩沖溶液的配制及性質(zhì)取8支試管，按照表2-3-7中用量，分別加入各種試劑，測(cè)pH值。然后，在各試管中分別滴加2滴1molL-1HCl溶液或1molL-1NaOH溶液或蒸餾水，再測(cè)pH值。記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，解釋緩沖溶液的抗酸、抗堿、抗稀釋作用及緩沖容量的影響因素。三、PBS溶液的配制及自帶試樣溶液pH值的測(cè)定取50ml燒杯3個(gè)，其中一個(gè)按照表2-3-8中用量配制PBS溶液，然后用pH試紙測(cè)量PBS溶液及自帶試樣溶液的pH值。再用pHS-2C型酸度計(jì)分別測(cè)定它們的pH值，比較一下所測(cè)的pH數(shù)值是否與你預(yù)想的一致?！緮?shù)據(jù)記錄與結(jié)果分析】日期：溫度：相對(duì)濕度表2-3-6 普通溶液否具有抗酸、抗堿、抗稀釋作用編號(hào)123456789101.0molL-1NaAc /ml1.01.01.0molL-1HAc /ml1.01.00.1molL-1NaAc/ml1.01.00.1molL-1HAc/ml1.01.00.15molL-1NaCl/ml1.01.0pH(1)1.0molL-1HCl /滴222221.0molL-1NaOH /滴22222pH(2) pH=pH(2)pH(1)H2O（ml）5.05.05.05.05.05.05.05.05.05.0pH(3)pH=pH(3)pH(2)結(jié)論：表2-3-7 緩沖溶液的配制及性質(zhì)編號(hào)123456781.0molL-1NaAc /ml1.01.01.01.0molL-1HAc /ml1.01.01.00.1molL-1NaAc /ml1.01.01.01.00.20.1molL-1HAc /ml1.01.01.01.01.8緩沖溶液總濃度緩沖比pH值甲基紅/滴221.0molL-1HCl /滴221.0molL-1NaOH /滴22至溶液剛好變成黃色 滴至溶液剛好變成黃色 滴H2O（ml）5.05.0pH值pH結(jié)論：表2-3-8 細(xì)胞培養(yǎng)用PBS緩沖溶液的配制及自帶試樣溶液pH值的測(cè)定試劑用量/mL總體積/mLpH值（試紙）pH值（儀器）0.15 molL1KH2PO40.2017.700.10 molL1Na2HPO41.700.15 molL1NaCl15.500.15 molL1KCl0.30自帶試樣溶液1自帶試樣溶液2結(jié)論：【思考題】1. 緩沖溶液的pH值由哪些因素決定?2. 為什么緩沖溶液具有緩沖能力?3. pH試紙與pHS-2C型酸度計(jì)測(cè)定溶液的pH值的準(zhǔn)確度如何?4. 為何每測(cè)定完一種溶液，復(fù)合電極需用蒸餾水洗凈并吸干后才能測(cè)定另一種溶液?5. 本實(shí)驗(yàn)是如何設(shè)計(jì)以驗(yàn)證這些性質(zhì)的？6. 本實(shí)驗(yàn)屬定量測(cè)定還是定性測(cè)定或半定量測(cè)定？7. 如果只有HAc和NaOH，HCl和NH3H2O，KH3PO4和NaOH，能夠進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)嗎？你將怎樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)？實(shí)驗(yàn)一 儀器的認(rèn)領(lǐng)、洗滌及干燥實(shí)驗(yàn)三 溶液的配制容量儀器與量器的分類；它們的洗滌及干燥要求各有何共同點(diǎn)及不同點(diǎn)？共有幾種洗滌方式，各用于哪些方面？答提示：常規(guī)洗滌、化學(xué)洗滌、物理洗滌（如超聲波）針對(duì)溶質(zhì)不同的存在狀態(tài)，溶液配制分別有哪些方法？注意事項(xiàng)是什么？答提示：考慮氣相、液相、固相針對(duì)溶質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì)，配制溶液時(shí)應(yīng)注意些什么？答提示：考慮物理性質(zhì)：揮發(fā)性、吸水性、吸熱及放熱考慮化學(xué)性質(zhì)：水解性、空氣中與CO2作用、分子式與試劑名一致（吸濕，風(fēng)化）、氧化或還原、分解使用容量瓶時(shí)，用