第四章緩沖溶液

溶液pH值加0.01mol加0.01mol

(1L)強(qiáng)酸后pH值強(qiáng)堿后pH值

NaCl(or純水)72

12

HAc+NaAc4.754.66

4.84

第四章緩沖溶液第一節(jié)緩沖溶液及緩沖機(jī)制一、緩沖溶液及其作用機(jī)制定義：這種能抵抗外來少量強(qiáng)酸或強(qiáng)堿，而其pH值基本保持不變的溶液稱為緩沖溶液。緩沖作用：緩沖溶液對少量強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的抵抗作用。緩沖作用機(jī)理（兩多一平衡）以HAc-NaAc緩沖溶液為例。

在HAc-NaAc緩沖溶液中存在大量的HAc和Ac-，且有如下平衡：

HAc+H2OAc-+H3O+

大量

大量+當(dāng)向溶液中加入少量強(qiáng)酸時，溶液中大量存在的Ac-接受質(zhì)子，平衡向左移動，消耗掉外來的H+，溶液中的H3O+濃度沒有明顯升高，溶液的pH值基本保持不變；

共軛堿Ac-起到抵抗少量強(qiáng)酸的作用，稱為緩沖溶液的抗酸成分。H3O+

平衡移動方向抗酸成分當(dāng)向溶液中加入少量強(qiáng)堿時，H3O+和OH-結(jié)合生成H2O，使H3O+的濃度減少，平衡向右移動，補(bǔ)充消耗掉的H3O+，因此溶液中的OH-濃度沒有明顯升高，溶液的pH值基本保持不變；共軛酸HAc起到抵抗少量強(qiáng)堿的作用，稱為緩沖溶液的抗堿成分。

HAc+H2OAc-+H3O+

大量

大量+OH-=H2O平衡移動方向抗堿成分

總結(jié)：緩沖溶液之所以具有緩沖作用，是因為溶液中同時存在足量的共軛酸堿對，它們能抵抗外加的少量強(qiáng)酸或強(qiáng)堿，從而保持溶液的pH值基本不變。第二節(jié)緩沖溶液pH值的計算二、緩沖溶液的組成一般由足夠濃度及適當(dāng)比例的共軛酸堿對組成。緩沖溶液中的共軛酸堿對又稱為緩沖系或緩沖對。一、緩沖溶液pH的近似計算公式

HA+H2O

H3O++A－

c0

ca0cbceq

ca

–x

x

cb+x

cb+x≈cbca-x≈ca緩沖比總結(jié)：緩沖溶液的pH主要取決于弱酸的pKa，其次是緩沖比。弱酸的解離常數(shù)Ka與溫度有關(guān)，所以溫度對緩沖溶液的pH有影響。在一定范圍內(nèi)加水稀釋時，緩沖溶液的緩沖比不變，故pH也不變，即緩沖溶液有一定的抗稀釋能力。第三節(jié)緩沖容量和緩沖范圍一、緩沖容量通常用緩沖容量作為衡量緩沖能力大小的量度。

=dnb

/(V·dpH)=-dna

/(V·dpH)

緩沖容量（）：用單位體積緩沖溶液的pH值改變1個單位時，所需加一元強(qiáng)酸或一元強(qiáng)堿的物質(zhì)的量表示；越大，緩沖能力越強(qiáng)。

的單位：mol/L或mmol/L。

1.緩沖溶液的總濃度對值的影響：緩沖比一定時，總濃度越大，值越大；

2.緩沖溶液的緩沖比對值的影響：總濃度相同時，當(dāng)緩沖比愈接近1，緩沖容量愈大；

3.緩沖比=1時，緩沖容量最大，有

max=0.575c總

=2.303×ca×cb/(ca+cb)=2.303×r×c總/(1+r)2

c總=ca+cb緩沖比r=cb

/ca二、影響緩沖容量的因素三、緩沖范圍當(dāng)緩沖比愈遠(yuǎn)離1時，緩沖容量愈小；當(dāng)緩沖比大于10：1或小于1：10時，可以認(rèn)為緩沖溶液已基本失去緩沖作用。通常把緩沖溶液能發(fā)揮緩沖作用（緩沖比為0.1~10）的pH范圍稱為緩沖范圍。緩沖溶液的緩沖范圍為：pH=pKa

±1。第四節(jié)緩沖溶液的配制一、緩沖溶液的配制方法選擇合適的緩沖對：緩沖溶液的pH值在所選緩沖對的緩沖范圍內(nèi)，并盡量接近弱酸的pKa值；所選擇的緩沖對物質(zhì)應(yīng)穩(wěn)定，不能與溶液中的反應(yīng)物或生成物發(fā)生作用；配制的緩沖溶液應(yīng)有一定的總濃度，一般在0.05~0.2mol/L之間；計算緩沖對所需的共軛酸、堿的量；配制及校正。二、標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液由單一化合物配制而成的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液。1.化合物溶于水解離出大量兩性離子，兩性離子形成兩個緩沖系；而且兩個緩沖系的緩沖范圍重疊，增強(qiáng)了緩沖能力。例如酒石酸氫鉀等。2.溶液中化合物的組分就相當(dāng)于一對緩沖對，因而具有緩沖能力。例如硼砂溶液。第五節(jié)血液中的緩沖系

碳酸－碳酸氫根緩沖系統(tǒng)的作用