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1、 02468101214 -8 -4 0 -6 -2 pH lg c S C 四、 浓度对数图四、 浓度对数图酸碱体系0.01 HAc-NaAc 作法6.742.74 Ac- Ac-HAc HAc 02468101214 -8 -4 0 -6 -2 S C 2.746.74 T2 T1 H + OH- 酸碱体系0.01 HAc-NaAc 作法 pH lg c 应用 1) 已知某 pH 值条件下,直接查出各型体的浓度对数值。 c = 0.01 mol/L, pH = 8 lgHAc = -5.3 lgAc- = -2.0 2) 估计化学计量点 pH 值。 T1 Ac- = H+ 强酸滴定 Ac-
2、计量点(HAc)时质子条件 H+ = Ac- + OH- T2 HAc = OH- 强碱滴定 HAc 计量点(Ac-)质子条件 H+ + HAc = OH- 多元酸体系点多,直线分段斜率改变。 其他平衡体系浓度对数图 2 2 2 2- - - -3 3 3 3 缓冲溶液缓冲溶液缓冲溶液缓冲溶液 定义:对溶液的酸度起稳定作用的溶液。 (1)向溶液中加入少量的强酸或强碱 (2)溶液中的化学反应产生少量的酸或碱 (3)溶液稍加稀释 组成: (1)浓度较大的弱酸及其共轭碱HAc-Ac- 浓度较大的弱碱及其共轭酸NH3-NH4+ 定义:对溶液的酸度起稳定作用的溶液。 (1)向溶液中加入少量的强酸或强碱
3、(2)溶液中的化学反应产生少量的酸或碱 (3)溶液稍加稀释 组成: (1)浓度较大的弱酸及其共轭碱HAc-Ac- 浓度较大的弱碱及其共轭酸NH3-NH4+ pH除由除由pKa决定外, 还由比值决定。 如果 决定外, 还由比值决定。 如果, 且都较大, 加入少量强酸碱 将不会改变比值。 且都较大, 加入少量强酸碱 将不会改变比值。 1: A HA cc 一、缓冲作用一、缓冲作用 HA A lgpH A HA , HA AH + + += = a a a pK K HK HA H+ A- (2) 强酸强碱溶液 pH12 (3) 两性物质 (2) 强酸强碱溶液 pH12 (3) 两性物质 二、缓冲容
4、量二、缓冲容量 表示溶液抵御外来强酸碱的能力,用缓冲指 数来衡量,定义 dpH dc dpH dc ba = 与pH的关系 0.9 0.7 0.5 0.3 0.1 135791113 102 pH HAc-Ac- NH4+-NH3 H+OH- 什么样的组成什么样的组成 有最大值?有最大值? 为了简单起见,在cHA中加入cb, A- = cb HA = cHA cb 则 bHA b a cc c pKpH +=lg b bHAb bbHA bHA b b b bHAb bHA b dc ccc ccc cc dc c dc ccdcd cc c ddpH )(303. 2 1 303. 2 1
5、303. 2 1 )ln(ln( 303. 2 1 )ln 303. 2 1 ( + = += = = HAHAA HAHA bHAbb c cc ccc dpH dc 303 . 2 AHA 303 . 2 )( 303 . 2 = = 时有极值 有极值 5 . 0 0)1(303. 2 0 )1 (303. 2 , 0 = = = = AHA AAHA A HAAA A c d cd d d 即 HA:A = 1:1, pH=pKa时有极值。 cHA= 0.01时, mol/L108 . 501. 0576. 001. 05 . 05 . 0303. 2 3 max = HAHA HA A
6、 CC C d d 576. 0 4 303. 2 0)20(303. 2 max 2 2 = 2.6时,缓冲范围为两段缓冲溶液 pKa1 + 1 ; pKa2+ 1 即H2A/HA-; HA-/A2- 当pKa 2.6时,缓冲范围为pKa1 - 1 至pKa2 + 1 四、缓冲溶液的有关计算四、缓冲溶液的有关计算 1. 缓冲溶液的配制缓冲溶液的配制 例配制总浓度0.1 mol/L, pH = 2.3的氯乙 酸缓冲溶液1升应加多少克NaOH? )g(68. 0017. 00 .40 017. 0005. 0022. 0HA HA 022. 0 1010 10 1 . 0 H 1 . 0A A
7、A 3 . 286. 2 86. 2 a a A HA = = += = + = + = + + + c c K K c 解:Mr= 94.50,称取9.450 g,加入cNaOH= cA 2. 缓冲容量2. 缓冲容量的的计算计算 例 由0.1 mol/L NH3H2O和0.1 mol/L NH4Cl 按体积3:1混合,求缓冲容量。 解: 根据= 2.303HAAcHA来计算 先计算pH值: 043. 01 . 0 1010 10 1010 10 303. 2 74. 948. 026. 9 1 3 lg26. 9 NH NH lgH 26. 974. 9 26. 9 26. 974. 9 7
8、4. 9 4 3 = + + = =+=+=+= + a pKp 3. 50 mL上述溶液pH由9.74改变到8.74时能抵御 多少盐酸? 解: mmol6 . 250052. 0 052. 0 052. 0 ) 1010 1 1010 1 (101 . 0 ) H 1 H 1 ( a 73. 926. 973. 826. 9 26. 9 1a2a aHA AHAb = = = + + = + + = = c KK Kc cc 4标准缓冲溶液 pH 的计算 例计算 0.05 mol/L 邻苯二甲酸氢钾的 pH 值。 标准值 pH = 4.008。 解:若不考虑离子强度的影响 18. 441.
9、595. 2 aa 101010H 21 + =KK 与标准值 pH = 4.008 相差甚大 因此必须进行活度校正 KHAK+HA- 该溶液 I = 0.05,485. 0 2 A = ,因此 02. 4 41. 595. 2 A aa H 10 485. 0 10 H 2 21 = + KK 其他几种常用标准缓冲溶液及其 pH 值是 饱和酒石酸氢钾 3.557 0.025 mol/L KH2PO4 - 0.025 mol/L Na2HPO4 6.865 0.01 mol/L 硼砂 9.18 五金属离子缓冲溶液五金属离子缓冲溶液 类似地 MA A lglgM MA +=Kp 控制 MA A 可得到pM值稳定的溶液 例用EDTA如何配制pCa = 6.0的溶液? 解:考虑Y有酸效应 MY Y lglgCa CaY +=Kp 缓冲容量最大Y = MY 则cY = 2cCa,nEDTA:nCa= 2:1 6H 7 . 40 . 67 .10lg 0 . 6lglg 0 . 6lgCa Y(H) Y(H)CaY CaY = = = = p K Kp
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