大学实验化学 缓冲溶液.doc

文档介绍：大学实验化学缓冲溶液
难题解析[TOP]
例4-1 计算pH=, mol·L-1的C2H5COOH(丙酸,用HPr表示)- C2H5COONa缓冲溶液中,C2H5COOH和C2H5COONa的物质的量浓度。若向1 mol HCl,溶液的pH等于多少?
分析⑴用Henderson—Hasselbalch方程式直接计算丙酸和丙酸钠的浓度。
⑵加入HCl后,C2H5COOH浓度增加, C2H5COONa浓度减小。
解⑴查表4-1,C2H5COOH的pK a= ,设c(HPr) = x mol·L-1。则c(NaPr) =(-x)mol·L-1
pH=pKa+lg=+lg=
解得 x = 即c(HPr) = mol·L-1
c(NaPr) = ( - ) mol·L-1 = mol·L-1
⑵ mol HCl后:
pH=pKa+lg=+lg=
例4-2 柠檬酸(缩写H3Cit)常用于配制供培养细菌的缓冲溶液。现有500 mol·L-1柠檬酸溶液,, mol·L-1的NaOH溶液多少毫升?
,应选NaH2Cit-Na2HCit缓冲系, NaOH先与H3Cit完全反应生成NaH2Cit,再与NaH2Cit部分反应生成Na2HCit。
解查表4-1,柠檬酸的pKa2= ,设H3Cit全部转化为NaH2Cit需NaOH溶液V1 mL
⑴ H3Cit(aq) + NaOH(aq)NaH2Cit(aq) + H2O(l)
mol·L-1 × V1 mL = mol·L-1 × 500 mL
V1 = 250
即将H3Cit完全中和生成NaH2Cit, mol·L-1NaOH溶液250 mL,生成NaH2Cit mol·L-1 ×500 mL=100 mmol
设NaH2Cit部分转化为Na2HCit需NaOH溶液V2 mL,
⑵ NaH2Cit(aq) + NaOH(aq) Na2Hcit(aq) + H2O(l)
则n(Na2HCit ) = mmol, n(NaH2CitB) = (100 - ) mmol,
pH = pKa2 + lg= +lg=
V2 = 157
共需加入NaOH溶液的体积为
V1 mL + V2 mL = (250 + 157) mL = 407 mL
例4-3 已知巴比妥酸(C4H4N2O3)的pKa = 。今有500 mol·L-1、-巴比妥酸钠缓冲溶液,,需加入NaOH多少克?调整前后缓冲溶液的缓冲容量各为多少?
分析用Henderson—Hasselbalch方程式分别求出加入NaOH前后缓冲系中巴比妥酸及巴比妥酸钠的浓度,再求缓冲容量。
解⑴
= + lg
解得 c(C4H4N2O3)= mol·L-1
c(NaC4H3N2O3)= ( - ) mol·L-1 = mol·L-1
β== mol·L-1
⑵ x g:
= + lg
解得: m =
c(C4H4N2O3)= mol·L-1 –= mol·L-1
c(NaC4H3N2O3)= mol·L-1 + = mol·L-1
β== mol·L-1
例4-4 mol·L-1的H2C8H4O4(邻苯二甲酸) mol·L-1的NaOH溶液, mL,求所需H2C8H4O4溶液和NaOH溶液的体积比。
分析 NaOH与H2C8H4O4完全反应生成NaHC8H4O4,再与NaHC8H4O4部分反应生成Na2C8H4O4。
解缓冲系为—,查表4-1,pKa2=。设需H2C8H4O4溶液V1 mL,需NaOH溶液的总体积为V2 mL,依题意第一步反应需NaOH溶液的体积亦为V1 mL。对于较复杂的平衡体系,可用列表法找出平衡时各物质的量。
⑴ H2C8H4O4(aq) + NaOH(aq) (aq) + H2O(l)
起始量mmol +