第五章 緩沖溶液

1、NH3.H2O OH - + NH4+NH4Cl Cl- + NH4+HAc H+ + Ac NaAc =Na+ + Ac u 取試管二支，各加入蒸餾水取試管二支，各加入蒸餾水10ml， HAc-NaAc、 H2CO3 NaHCO3、 H2CO3 KHCO3、 H3PO4NaH2PO4、 H3PO4 KH2PO4、有機(jī)酸有機(jī)酸鹽等有機(jī)酸有機(jī)酸鹽等。 NH3H2O NH4Cl NaHCO3 Na2CO3、 KHCO3 K2CO3、 NaH2PO4 Na2HPO4 一個共軛酸堿體系一個共軛酸堿體系u抗酸成分：抗酸成分： Ac-（主要來自（主要來自NaAc）u抗堿成分：抗堿成分：HAc抗堿作用：抗堿

2、作用：HAc+OH- Ac-+H2O抗酸作用：抗酸作用：Ac-+H+ HAc抗酸成分：抗酸成分：NH3抗堿成分抗堿成分： NH4+ （主要來自主要來自NH4Cl） 抗酸成分抗酸成分： CO32-（Na2CO3） 抗堿成分抗堿成分： HCO3-（NaHCO3）抗堿：抗堿：HCO3-+OH- CO32-+H2O抗酸：抗酸：CO32-+H+ HCO3- 抗酸成分：抗酸成分： HPO42-（Na2HPO4） 抗堿成分：抗堿成分： H2PO4- （NaH2PO4） 抗酸：抗酸： HPO42-+H+ H2PO4- 抗堿：抗堿： H2PO4-+OH- HPO42-+H2O u實際工作中，配制時以等濃度的酸、

3、鹽實際工作中，配制時以等濃度的酸、鹽溶液以不同體積混合，則公式可轉(zhuǎn)變?yōu)椋喝芤阂圆煌w積混合，則公式可轉(zhuǎn)變?yōu)椋?lg酸鹽 pKapHlg酸鹽VVpKapH 推導(dǎo)公式：推導(dǎo)公式：HA H+A- HA:酸酸 MA=M+A- MA:鹽鹽， u溫度對緩沖溶液溫度對緩沖溶液pH的影響：的影響：T,Kw,pKw,從而使從而使pHlg14鹽堿bpKpHlg鹽堿bpKpOHlg鹽堿pKbKwpHu解：解：4.750.10.1lg510lg1.76酸鹽lgHAcpKpHu由于加入由于加入HCl，它所電離出來的，它所電離出來的H+與緩沖溶液與緩沖溶液中的中的Ac結(jié)合生成了結(jié)合生成了HAc分子，溶液中的分子，溶液中的

4、Ac降低，降低，HAc 增加。即：增加。即：4.740.014.750.1010.099lg4.75pHu由于加入由于加入NaOH溶液，它所電離出來的溶液，它所電離出來的OH與緩沖溶液中的與緩沖溶液中的H+結(jié)合生成了水，溶液中結(jié)合生成了水，溶液中HAc降低，降低，Ac增加。即：增加。即： pH =4.75 + lg099. 0101. 0= 4.750.01= 4.764.76u 解：混和后，溶液中：解：混和后，溶液中： 0.1mol/L20.2NaAc0.04mol/L,20.08HAc15. 54 . 075. 404. 01 . 0lg)1076. 1lg(pH5u解：解：u解：加入解：

5、加入10mLHCI或或NaOH溶液的總體積為：溶液的總體積為： 90mL + 10mL=100mL25. 975. 4141 . 0lg75. 414pH)L/mol(089. 01001001. 0100901 . 0cb)L/mol(091. 01001001. 0100901 . 0cs24. 901. 075. 414091. 0089. 0lg75. 414pH1009010010cb=0.1 +0.01= 0.091(mo1/L）1009010010cs=0.10.01=0.089 (mo1/L)=14 4.75 + 0.01=9.26pH=144.75 + lg089. 0091

6、. 0四、四、 緩沖溶液緩沖溶液pH的計算的計算u 一般選擇濃度范圍為：一般選擇濃度范圍為： 0.05mol/L-0.5mol/L;表表5 5一一2 2 幾種常用緩沖溶液中弱酸的幾種常用緩沖溶液中弱酸的p pK Ka a 緩沖溶液的組成緩沖溶液的組成 作為弱酸的作為弱酸的p pK Ka a 緩沖范圍緩沖范圍 HAcHAcNaAcNaAc 4.75 3.7 4.75 3.75.65.6 KH KH2 2POPO4 4NaNa2 2HPOHPO4 4 7.2 5.8 7.2 5.88.08.0 NaHCO NaHCO3 3NaNa2 2COCO3 3 10.3 10.3（pKapKa2 2） 9.

7、29.211.011.0 NH NH3 3HH2 2OONHNH4 4Cl 9.25Cl 9.25（14-pK14-pKb b）8.48.410.310.3五、緩沖溶液的配制五、緩沖溶液的配制解：（解：（1）選擇）選擇HAc一一NaAc緩沖對緩沖對 （2）根據(jù)要求具有中等緩沖能力，并考慮計）根據(jù)要求具有中等緩沖能力，并考慮計算和配制方便，選用算和配制方便，選用0.1mo1/L 的的HAc和和0.1mol/LNaAc來配制；來配制； 即即VNaAc=1.78VHAcV(總總)= V(NaAc) + V(HAc)=1000mL 1.78V(HAc) + V(HAc)=1000mL可求得可求得V(H

8、Ac)= 359mL， V(NaAc)=1000mL359mL=641mLu將兩者按此體積混和即得將兩者按此體積混和即得pH=5.0的緩沖溶液。的緩沖溶液。78. 1VVas25. 075. 40 . 5VVlgas ， u 例如例如:u解：解： ，u答：在答：在50mL 0.1mol/L HAc溶液中加入溶液中加入34.6mL 0.1mol/L NaOH溶液，即可得到溶液，即可得到pH=5.10的緩沖溶液。的緩沖溶液。 。 HAc +OH- - Ac- -+H2OVx1 . 0AcVx1 . 0501 . 0HAcVx1 .0501 .0Vx1 .0lg75.410.5l測量體液的測量體液的

9、pH時，需用一定時，需用一定pH的緩沖溶液作比的緩沖溶液作比較來加以測定；較來加以測定；l微生物的培養(yǎng)，組織切片和細(xì)菌的染色都需要一微生物的培養(yǎng)，組織切片和細(xì)菌的染色都需要一定定pH的緩沖溶液；的緩沖溶液；l研究生物體內(nèi)的催化劑研究生物體內(nèi)的催化劑酶的催化作用，也需酶的催化作用，也需要在一定要在一定pH的緩沖溶液中進(jìn)行；的緩沖溶液中進(jìn)行；l許多藥物也常需要在一定許多藥物也常需要在一定pH的介質(zhì)中才能穩(wěn)定。的介質(zhì)中才能穩(wěn)定。l人體的血液或其它體液中的化學(xué)反應(yīng)，都必須在人體的血液或其它體液中的化學(xué)反應(yīng)，都必須在一定的一定的pH條件下進(jìn)行，所以要依靠存在于體液中條件下進(jìn)行，所以要依靠存在于體液中的各種緩沖對來使它們的的各種緩沖對來使它們的pH保持恒定。保持恒定。 。l例如血液的例如血液的pH總是維持在總是維持在7.367.44之間狹小之間狹小范圍內(nèi)，主要因為在血液中存在下列緩沖對：范圍內(nèi)，主要因為在血液中存在下列緩沖對：u 血漿：血漿： , H蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)Na蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)， u 紅細(xì)