文档介绍：缓冲溶液
纯水在25℃,但只要与空气接触一段时间,。1滴浓盐酸(·L-1)加入1升纯水中,可使[H+]增加5000倍左右(×10-7增至5×
,HOAc-NaOAc(实际上是OAc-);H2CO3-NaHCO3;H2C8H4O4-KHC8H4O4(邻苯二甲酸-邻苯二甲酸氢钾);H3BO3-Na2B4O7(四硼酸钠水解后产生H2BO-3)。
,例如,NaHCO3-Na2CO3;NaH2PO4-Na2HPO4;NaH2C5HO7(柠檬酸二氢钠)-Na2HC6H5O7;KHC8H4O4-K2C8H4O4。
-NH+4CL-;RNH2-RNH+3A-(伯胺及其盐);Tris-TrisH+A-(三羟甲基烷及其盐)。
在溶液稍加稀释时,其中[H+]虽然降低了,但[OAc-]同时降低了,同离子效应减弱,促使HOAc的离解度增加,所产生的H+可维持溶液的PH值不发生明显的变化。所以,溶液具有抗酸、抗碱和抗稀释作用。
多元酸的酸式盐及其对应的次级盐的作用原理与前面讨论的相似。例如,在NaH2PO4-Na2HPO4溶液中存在着离解平衡:
HPO2-4是抗酸成分,通过平衡移能对抗外加酸的影响。H2PO2-4是抗碱成分,通过平衡右移能对抗外加碱的影响。
弱碱及其对应盐的缓冲作用原理,例如,NH3-NH4CL(即NH3-NH+4)溶液中,NH3能对抗外加酸的影响是抗酸成分,NH+4能对抗外加碱的影
响是抗碱成分。前者通过下述平衡向右移动而抗酸,后者通过平衡向左移动而抗碱,从而使溶液的PH值稳定。
(一)亨德森方程式
等式两边各取负对数,则
即
(3-11)
式(3-11)中的浓度项指的是混合溶液中共轭酸碱的浓度,,体积是V酸,共轭碱的量浓度是c碱,体积是V碱,则式(3-11)可改写成:
(3-12)
若两种溶液的量浓度相等,则
(3-13)
若是等体积的两溶液相混合,则
(3-14)
(3-15)
式中PKa即H2CO3的PKa2。
(3-16)
式中PKa为H3PO4的PKa2。
-1-1
-1-1
从反应看出HOAc有1/3被OH中和,生成OAc和H2O,溶液的总体积为20mL。
--
2-和共轭酸H2PO4的浓度。
2--1[H2PO4]=(-χ)
根据式(3-11)或式(3-14):
2--1-12--12-4
缓冲比为
χ=,[HPO4]=
-2--1 χ=-=,[ H2PO4]= 2--1
三、缓冲容量与缓冲范围
(一)缓冲容量
缓冲能力的强弱,可用缓冲容量β表示。缓冲容量也叫缓冲值或缓冲指数。
在实际工作中,我们可以通过测量加入强碱的增量Δb(或加入强酸,相对于减少强碱量-Δb),同时测量相应的PH值的增量ΔPH(或加入强酸,PH减小,-ΔPH),从两者比值求得β。因此缓冲容量在数值上等