文档介绍：§5-4 酸碱缓冲溶液缓冲溶液是指对体系的某种组分或性质起稳定作用的溶液。酸碱缓冲溶液对溶液的酸度起稳定的作用。酸碱缓冲溶液在分析化学中的应用是多方面的,就其作用可分为两类:一类是用于控制溶液酸度的一般酸碱缓冲溶液,这类缓冲溶液大多是由一定浓度的共轭酸碱对所组成。另一类是标准酸碱缓冲溶液,它是由规定浓度的某些逐级离解常数相差较小的单一***物质,或由不同型体的***物质所组成。11一、缓冲溶液一、缓冲溶液pHpH的计算的计算((一一) ) 一般缓冲溶液一般缓冲溶液现以一元弱酸及其共轭碱缓冲体系为例来讨论。设弱酸(HA)的浓度为ca mol·L-1,共轭碱(NaA)的浓度为cb mol·L-1。对HA-H2O而言PBE: [H+]=[OH-]+[A-]则[HA]=ca-[A-]= ca-[H+] +[OH-]对A--H2O而言PBE:[H+]+[HA]=[OH-]则[A-]= cb-[HA]=cb+[H+] -[OH-]将上二式代入:Ka=[H+][A-]/[HA]得:[H+]= Ka[HA]/[A-] [H+]= Ka(ca-[H+]+[OH-])/(cb+[H+]-[OH-])22上式是计算一元弱酸及其共轭碱或一元弱碱及其共轭酸缓冲体系pH值的通式,即精确公式。上式展开后是一个含[H+]的三次方程式,在一般情况下使用时常作近似处理。(pH<6)起缓冲作用(如HAc-NaAc等),溶液中[H+]>>[OH-]。则[H+]= (ca-[H+])/(cb+[H+])Ka或pH=pKa+lg(cb+[H+])/(ca-[H+]) (pH>8)起缓冲作用(如NH3-NH4Cl等),溶液中[OH-] >>[H+]可忽略[H+],则[H+]= Ka’(ca+[OH-])/(cb-[OH-])或pH=pKa’+lg(cb-[OH-])/(ca+[OH-]) 33 、cb远较溶液中[H+]和[OH-]大时,既可忽略水的离解,又可在考虑总浓度时忽略弱酸和共轭碱(或弱碱与共轭酸)的离解[H+]= Ka·ca/cb pH=pKa+lgcb/ca(二) 标准缓冲溶液前面曾讲到,标准缓冲游液的pH值是经过实验准确地确定的,即测得的是H+的活度。因此,若用有关公式进行理论计算时,应该校正离子强度的影响,否则理论计算值与实验值不相符。 mol·L- mol·L-1 KH2PO4所组成的缓冲溶液,经精确测定,。44若不考虑离子强度的影响,按一般方法计算则得:pH=pKa2+lgcb/ca=+=。在标准缓冲溶液pH值的理论计算中,必须校正离于强度的影响。即以物质的活度代入公式进行计算。a=γc γ-活度系数对于c≤ mol·L-1的稀电解质溶液;㏒γ=-[I1/2/(1+I1/2)-] I—离子强度,其定义为:I=(c1Z12+c2Z22+…cnZn2)/2 溶液的I越大,γ值越小,离子活度与浓度之间的差值越大。当γ→1时,a≈c。55 例1考虑离子强度的影响,·L-1Na2HPO4— mol·L-KH2PO4缓冲溶液的pH值。 解:I= mol/L )(???????IIIZPOH?)(???????IIIZHPO?'2?????????POHHPOPOHHPOaaapKpH??66例2 考虑离子强度的影响, mol·L-1邻苯二甲酸氢钾(KHP)缓冲溶液的pH值。已知:pKa1=,pKa2=。解:根据***物质最简式可得式中酸常数为浓度常数。考虑离子强度影响,浓度常数与活度常数的关系为:cacaKKH21][?????HPHacaKK??11????222PHaHPcaKK???77故:I=1/2(×12+×12)= mol/L于是:??????221][PaaHHKKHa??)(??????????P?)(21)lg(21lg221???????????PaaHpKpKapH?88二、缓冲容量和缓冲范围二、缓冲容量和缓冲范围缓冲溶液是一种能对溶液酸度起稳定(缓冲)作用的溶液,如果向溶