缓冲溶液习题
第四章 缓冲溶液 首 页 难题解析 学生自测题 学生自测答案 章后习题解答 难题解析 [TOP]
例4-1 计算pH=5.00，总浓度为0.20 mol·L -1的C 2H 5COOH(丙酸,用HPr 表示)- C 2H 5COONa 缓冲溶液中，C 2H 5COOH 和C 2H 5COONa 的物质的量浓度。若向1 L 该缓冲溶液中加入0.010 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，C 2H 5COOH 浓度增加, C 2H 5COONa 浓度减小。
解 ⑴ 查表4-1，C 2H 5COOH 的p K a = 4.87，设c (HPr) = x mol·L -1。则c (NaPr) =（0.20-x ）mol·L -1
pH ＝p K a +lg Pr)(H )Pr (-c c =4.87+lg 1-1L m ol L m ol )20.0(??--x x =5.00 解得 x = 0.085 即c (HPr) = 0.085 mol·L -1
c (NaPr) = (0.20 - 0.085) mol·L -1 = 0.12 mol·L -1
⑵ 加入0.050 mol HCl 后：
pH ＝p K a +lg )HPr ()Pr (-n n =4.87+lg 0.010)m ol
(0.0850.010)m ol (0.12+-=4.91 例4-2 柠檬酸（缩写H 3Cit ）常用于配制供培养细菌的缓冲溶液。现有500 mL 的0.200 mol·L -1柠檬酸溶液，要配制pH 为5.00的缓冲溶液，需加入0.400 mol·L -1的NaOH 溶液多少毫升？
分析 配制pH 为5.00的缓冲溶液，应选NaH 2Cit-Na 2HCit 缓冲系， NaOH 先与H 3Cit 完全反应生成NaH 2Cit ，再与NaH 2Cit 部分反应生成Na 2HCit 。
解 查表4-1,柠檬酸的p Ka 2= 4.77，设H 3Cit 全部转化为NaH 2Cit 需NaOH 溶液V 1 mL
⑴ H 3Cit(aq) + NaOH(aq)NaH 2Cit(aq) + H 2O(l)
0.400 mol·L -1 × V 1 mL = 0.200 mol·L -1 × 500 mL
V 1 = 250
即将H 3Cit 完全中和生成NaH 2Cit ，需0.400 mol·L -1NaOH 溶液250 mL ，生成NaH 2Cit 0.200 mol·L -1 ×500 mL=100 mmol
设NaH 2Cit 部分转化为Na 2HCit 需NaOH 溶液V 2 mL ，
⑵ NaH 2Cit(aq) + NaOH(aq) Na 2Hcit(aq) + H 2O(l)
则n (Na 2HCit ) = 0.400V 2 mmol ， n (NaH 2CitB) = (100 - 0.400V 2) mmol ，
pH = p Ka 2 + lg )
Cit H ()HCit (-2-2n n = 4.77＋lg )mmol 0.400-(100mmol 400.022V V = 5.00 V 2 = 157
共需加入NaOH 溶液的体积为
V 1 mL + V 2 mL = (250 + 157) mL = 407 mL
例4-3 已知巴比妥酸 (C 4H 4N 2O 3)的p K a = 4.01。今有500 mL 总浓度0.200 mol·L -1、pH 为
3.70的巴比妥酸－巴比妥酸钠缓冲溶液，欲将溶液的pH 调整到
4.20，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 在pH 为3.70的缓冲溶液中
3.70 =
4.01 + lg )
O N H (C )O N H (C L 0.200mol 32443244-1c c -? 解得 c （C 4H 4N 2O 3）= 0.134 mol·L -1
c （NaC 4H 3N 2O 3）= (0.200 - 0.134) mol·L -1 = 0.066 mol·L -1
β =1
--1-1L 0.066)mol (0.134L 0.066mol L 0.134mol 2.303?+????=0.10 mol·L -1 ⑵ 设将pH 调整为4.20需加入固体NaOH x g ：
4.20 = 4.01 + lg 1-1-1-1-mol 40g g 0.50L L 4mol 13.0mol 40g g
L 50.0L 66mol 0.0?-???+
??x x 解得： m = 1.1
c （C 4H 4N 2O 3）= 0.134 mol·L -1 –
L
50.0m ol g 401g .11-??= 0.079 mol·L -1 c （NaC 4H 3N 2O 3）= 0.066 mol·L -1 + L 50.0mol g 40 1.1g 1-??= 0.12 mol·L -1 β =1
--1-1L 0.12)mol (0.079L 0.12mol L 0.079mol 2.303?+????= 0.11 mol·L -1 例4-4 用0.025 mol·L -1的H 2C 8H 4O 4(邻苯二甲酸)溶液和0.10 mol·L -1的NaOH 溶液，配制pH 为5.60的缓冲溶液100 mL ，求所需H 2C 8H 4O 4溶液和NaOH 溶液的体积比。
分析 NaOH 与H 2C 8H 4O 4完全反应生成NaHC 8H 4O 4，再与NaHC 8H 4O 4部分反应生成Na 2C 8H 4O 4。
解 缓冲系为-4
48O H HC —-2448O H C ,查表4-1，p K a2=5.41。设需H 2C 8H 4O 4溶液V 1 mL ，需NaOH 溶液的总体积为V 2 mL ，依题意第一步反应需NaOH 溶液的体积亦为V 1 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 H 2C 8H 4O 4(aq) + NaOH(aq)
-4
48O H HC (aq) + H 2O(l) 起始量mmol + 0.025V 1 +0.025V 1
变化量mmol -0.025 V 1 -0.025V 1 +0.025V 1
平衡量mmol 0 0 +0.025V 1
⑵ -4
48O H HC (aq) + NaOH(aq) -2448O H C (aq) + H 2O(l) 起始量mmol +0.025V 1 +(0.10V 2-0.025V 1)
变化量mmol -(0.10V 2-0.025V 1) -(0.10V 2-0.025V 1) +(0.10V 2-0.025V 1)
平衡量mmol [0.025V 1- (0.10V 2-0.025V 1)] 0 (0.10V 2-0.025V 1)
= (0.050V 1-0.10V 2)
pH = p K a2 + lg )O H HC ()O H C (-448-2448n n = 5.41 + lg mmol )10.0050.0(mmol )025.010.0(2112V V V V --= 5.60 解得 5.221=V V 学生自测题 [TOP] 判断题 选择题 填空题 问答题 计算题
一、判断题（对的打√，错的打×）
1. 缓冲溶液就是能抵抗外来酸碱影响，保持溶液pH 绝对不变的溶液。（ ）
2、在一定范围内稀释缓冲溶液后，由于[共轭碱]与[共轭酸]的比值不变，故缓冲溶液
的pH 和缓冲容量均不变。（ ）
3、可采用在某一元弱酸HB 中，加入适量NaOH 的方法来配制缓冲溶液。（ ）
4、总浓度越大，缓冲容量越大，缓冲溶液的缓冲能力越强。（ ）
5、正常人体血浆中，碳酸缓冲系的缓冲比为20：1，所以该缓冲系无缓冲作用。 （ ）
二、选择题（将每题一个正确答案的标号选出） [TOP]
1、下列混合溶液中，具有缓冲作用的是 （ ）
A ．50 mL c （KH 2PO 4）= 0.10 mol·L -1的溶液+50 mL c （NaOH ）= 0.10 mol·L -1的
溶液。
B ．50 mL c （HAc ）= 0.10 mol·L -1的溶液+25 mL c （NaOH ）= 0.10 mol·L -1的溶液。
C ．50 mL c （NH 3）= 0.10 mol·L -1的溶液+25 mL c （HCl ）= 0.20 mol·L -1的溶液。
D ．500 mL c （NaHCO 3）= 0.10 mol·L -1的溶液+5 mL CO 2饱和水溶液（常温下CO 2
的摩尔溶解度为0.04 mol·L -1）。
E ．l 升纯水中加入c （HAC ）= 0.01 mol·L -1和c （NaAc ）= 0.01 mol·L -1的溶液各
1滴。
2、由相同浓度的HB 溶液与B - 溶液等体积混合组成的缓冲溶液，若B -的K b =1.0×10-10，则此缓冲溶液的pH 为（ ）
A ．4.0
B ．5.0
C ．7.0 D. 10.0 E ．14.0
3、用相同浓度的HCl 溶液和NH 3·H 2O 溶液（p K b ＝4.76）配制pH = 9.24的缓冲溶液，HCl 溶液和NH 3·H 2O 溶液的体积比应为（ ）
A ．1∶1
B ．1∶2
C ．2∶1
D ．3∶1
E ．1∶3
4、配制pH=9.30的缓冲溶液，下列缓冲对中最合适的是（ ）
A ．NaHCO 3-Na 2CO 3（H 2CO 3的p K a2 = 10.33）
B ．HAc - NaAc （HAc 的p K a = 4.756）
C ．NH 4Cl – NH 3·H 2O （NH 3·H 2O 的p K b = 4.75）
D ．Na 2HPO 4 – Na 3PO 4（H 3PO 4的p K a3 = 12.32）
E ．C 2H 5COOH –C 2H 5COONa （C 2H 5COOH 的p K a = 4.87）
5、已知常温下H 3PO 4的p K a1=2.16，p K a2=7.21, p K a3=12.32。下列缓冲对中，最适合于配制pH 为2.0的缓冲溶液的是（ ）
A. H 3PO 4 ?-
42PO H B.-42PO H ?-24HPO C.-24HPO ?-34
PO D. H 3PO 4 ?-34
PO E. H 3PO 4 ?-2
4HPO 三、填空题 [TOP]
1、缓冲容量的影响因素中，缓冲比对缓冲容量的影响是：对同一缓冲溶液，当总浓度相同时，缓冲比越接近于 （1） ，缓冲容量越 （2） 。
2、NaHCO 3和Na 2CO 3组成的缓冲溶液，抗酸成分是 （3） ，抗碱成分是（4） ，计算该缓冲溶液pH 的公式为 （5） 。该缓冲系的有效缓冲范围是 （6） 。（已知：H 2CO 3的p K a1=6.35，p K a2=10.33）
3、影响缓冲容量的两个重要因素是（7） 和 （8） 。
四、问答题 [TOP]
1、什么是缓冲溶液？ 试以血液中的H 2CO 3--3HCO 缓冲系为例，说明缓冲作用的原理
及其在医学上的重要意义。
2、影响缓冲溶液的pH 的因素有哪些？为什么说共轭酸的p K a 是主要因素？
五、计算题 [TOP]
1.临床检验得知患者甲、乙、丙三人血浆中-3HCO 和溶解态CO 2(aq)的浓度如下：
甲 [-3HCO ] = 24.0 mmol·L -1，[CO 2(aq)] = 1.20 mmol·L -1
甲 [-3HCO ] = 21.6 mmol·L -1，[CO 2(aq)] = 1.35 mmol·L -1
甲 [-3HCO ] = 56.0 mmol·L -1，[CO 2(aq)] = 1.40 mmol·L -1
已知在血浆中校正后的1p a
K '（H 2CO 3）=6.10，试分别计算三位患者血浆的pH 。并判断谁为酸中毒，谁为碱中毒，谁为正常？
2．现有(1)0.10 mol·L -1 HCl 溶液，(2)0.10 mol·L -1 HAc 溶液，(3)0.10 mol·L -1 NaH 2PO 4 溶液各50 mL ，欲配制pH = 7.00的溶液，问需分别加入0.10 mol·L -1 NaOH 溶液多少毫升？配成的三种溶液有无缓冲作用？哪一种缓冲能力最好？ 学生自测答案 [TOP]
一、判断题
1. ×
2.×
3. √
4.×
5. ×
二、选择题
1. B
2. A
3. B
4. C
5. A
三、填空题
1．（1）1；（2）大
2．（3）Na 2CO 3 （4）NaHCO 3 （5） ]
[NaHCO ]CO [Na lg
p pH 332a2+=K （6）pH = 9.33 ~ 11.33 3. （7）总浓度 （8）缓冲比
四、简答题
1. 能抵抗少量外来强酸、强碱而保持溶液pH 基本不变的溶液称为缓冲溶液。
H 2CO 3 --3HCO 是血浆中最重要的缓冲系，二者之间存在如下质子转移平衡： H 2CO 3 + H 2O -3HCO + H 3O +
当体内酸性物质增加时，血液中大量存在的抗酸成分-
HCO与H3O+结合，上述平衡向
3
左移动，使[H3O+]不发生明显地改变。同理，当体内碱性物质增加时，H3O+将质子传递给OH-，生成H2O，上述平衡向右移动，使大量存在的抗碱成分H2CO3离解，以补充被消耗的H3O+，达到新的平衡时，[H3O+]也不发生明显地改变。虽然其缓冲比为20∶1，已超出体外缓冲溶液有效缓冲比（即10∶1 ~ 1∶10 ）的范围，但碳酸缓冲系仍然是血液中的一个重要缓冲系。这是因为在体外的实验系统中，当缓冲作用发生后，因对抗H3O+或OH-
而消耗了的-
HCO或H2CO3的浓度得不到补充和调节，抗酸或抗碱成分会被耗尽。而体内3
是一个“敞开系统”，当缓冲作用发生后，-
HCO或H2CO3浓度的改变可由肺的呼吸作用和
3
肾的生理功能获得补充和调节，使得血液中的-
HCO和H2CO3的浓度保持相对稳定。总
3
之，由于血液中多种缓冲系的缓冲作用和肺、肾的调节作用，使正常人血液的pH维持在7.35 ~ 7.45的狭小范围内。
2. 影响缓冲溶液的pH的因素有共轭酸的p K a和缓冲比，由于缓冲比处在对数项中，对pH值的影响较小，故不是主要因素，所以，共轭酸的p K a是决定缓冲溶液pH的主要因素。
五、计算题
1.解患者甲血浆的pH为：
患者乙血浆的pH为：
患者丙血浆的pH为：
血浆的正常pH为7.35~7.45，当pH＜7.35时属于酸中毒，当pH＞7.45时属于碱中毒。因此患者甲属于正常，患者乙属于酸中毒，患者丙属于碱中毒。
2.解（1）当加入50 mL 0.10 mol·L-1 NaOH溶液时，NaOH和HCl刚好完全反应生成0.050 mol·L-1的NaCl溶液，pH=7.00，此时溶液无缓冲作用。
（2）设在HAc中需加入x L NaOH ，才能形成HAc – Ac-缓冲系，有
此时，缓冲比为166，溶液的缓冲能力很小。
（3）依题意，选择-
42PO H --24HPO 为缓冲对，需加入y L NaOH ，则
y = 0.0191(L) = 19.1（mL ）
此时，缓冲比为0.62，溶液的缓冲能力较强。 章后习题解答 [TOP]
习题
1. 什么是缓冲溶液？ 试以血液中的H 2CO 3--3HCO 缓冲系为例，说明缓冲作用的原理及
其在医学上的重要意义。
答 能抵抗少量外来强酸、强碱而保持其pH 基本不变的溶液称为缓冲溶液。血液中溶
解的CO 2与-3HCO 组成缓冲系。正常人体[-3HCO ]/[CO 2(aq)]为20/1，pH=7.40。若pH<7.35，
发生酸中毒，pH>7.45，发生碱中毒。当酸性代谢产物增加时，抗酸成分-3HCO 与H 3O +结
合，增加的H 2CO 3可通过加快呼吸以CO 2的形式呼出；消耗的-3HCO 则由肾减少对其的排
泄而得以补充；当碱性代谢产物增加时，[OH -]与H 3O +生成H 2O ，促使抗碱成分H 2CO 3离
解以补充消耗的H 3O +。同理，减少的H 2CO 3及增加的-3HCO 可通过肺和肾来调控。血液中
的H 2CO 3–-3HCO 缓冲系与其他缓冲系共同作用，维持pH 为7.35~7.45的正常范围。
2. 什么是缓冲容量？影响缓冲溶量的主要因素有哪些?总浓度均为0.10mol·L -1的
HAc-NaAc 和H 2CO 3--3HCO 缓冲系的缓冲容量相同吗？
解 缓冲容量是衡量缓冲溶液缓冲能力大小的尺度，表示单位体积缓冲溶液pH 发生一定变化时，所能抵抗的外加一元强酸或一元强碱的物质的量。影响缓冲容量的主要因素是缓冲系的总浓度和缓冲比：缓冲比一定时，总浓度越大缓冲容量越大；总浓度一定时，缓
冲比越接近于1缓冲容量越大。总浓度及缓冲比相同的HAc-NaAc 和H 2CO 3--3HCO 缓冲系
的缓冲容量相同。
3. 下列化学组合中，哪些可用来配制缓冲溶液？
(1) HCl + NH 3·H 2O (2) HCl + Tris (3)HCl + NaOH
(4) Na 2HPO 4 + Na 3PO 4 (5) H 3PO 4 + NaOH (6)NaCl + NaAc
解 可用来配制缓冲溶液的是：(1) HCl + NH 3·H 2O 、(2) HCl + Tris 、(4) Na 2HPO 4 + Na 3PO 4和(5) H 3PO 4 + NaOH
4. 将0.30 mol·L -1吡啶(C 5H 5N ，p K b =8.77)和0.10 mol·L -1HCl 溶液等体积混合,混合
液是否为缓冲溶液？求此混合溶液的pH 。
解 C 5H 5N 与HCl 反应生成C 5H 5NH +Cl -(吡啶盐酸盐)，混合溶液为0.10 mol·L -1 C 5H 5N 和0.050 mol·L -1 C 5H 5NH +Cl -缓冲溶液，p K a = 14.00 - 8.77 = 5.23
5. 将10.0 gNa 2CO 3和10.0 gNaHCO 3溶于水制备250 mL 缓冲溶液，求溶液的pH 。
解 0.119m o l m o l 84.0g 10.0g )H C O (1
3=?=--n 6. 求pH=3.90，总浓度为0.400 mol·L -1的HCOOH (甲酸)–HCOONa(甲酸钠)缓冲溶液中，甲酸和甲酸钠的物质的量浓度(HCOOH 的p K a =3.75)
解 设c (HCOONa) = x mol·L -1, 则c (HCOOH) = 0.400 mol·L -1 – x mol·L -1
解得 c (HCOO -) = x mol·L -1 = 0.234 mol·L -1
c (HCOOH)=(0.400 - 0.234) mol·L -1=0.166 mol·L -1
7. 向100mL 某缓冲溶液中加入0.20 g NaOH 固体，所得缓冲溶液的pH 为5.60.。已知原缓冲溶液共轭酸HB 的p K a =5.30，c (HB)=0.25mol·L -1，求原缓冲溶液的pH 。
解 n (NaOH) =1L
1000m L 100mL m ol 0.20g/40g 1??-= 0.050 mol·L -1 加入NaOH 后，
解得 [B -] = 0.35 mol·L -1
原溶液 45.5L mol 25.0L mol 35.0lg 30.5pH 1
1=??+=-- 8. 阿司匹林(乙酰水杨酸、以HAsp 表示)以游离酸(未解离的)形式从胃中吸收，若病人服用解酸药，调整胃容物的pH 为2.95，然后口服阿司匹林0.65 g 。假设阿司匹林立即
溶解，且胃容物的pH 不变，问病人可以从胃中立即吸收的阿司匹林为多少克 (乙酰水杨酸的Mr=180.2、p K a =3.48) ？
解 95.2(HAsp)
)(Asp lg 48.3(HAsp))(Asp lg p pH a =+=+=--n n n n K 依题意 0.0036m o l m o l
180g 0.65g n(HAsp))n(Asp 1-=?=+- 解得 n (HAsp) = 0.0028 mol
可吸收阿司匹林的质量 = 0.0028 mol × 180.2 g·mol -1 = 0.50 g
9. 在500 mL 0.20 mol·L -1 C 2H 5COOH （丙酸，用HPr 表示）溶液中加入NaOH1.8 g ，
求所得溶液的近似pH 和校正后的精确pH 。已知C 2H 5COOH 的p K a =4.87，忽略加入NaOH 引起
的体积变化。
解 ⑴ 求近似pH
pH = p K a 4.78mol
1.8g/40g L 0.20mol 0.500L mol 1.8g/40g lg 4.87(HPr))(Pr lg 1-1--1-=?-???+=+n n ⑵ 求精确pH ，丙酸钠是强电解质
I =21
∑c i z i 2 = 21(0.500L 0.045mol ×12+0.500L
0.045mol ×12) = 0.09 mol·L -1 ≈ 0.1 mol·L -1
当Z = 0，I = 0.10时，校正因数 11.0)
HB ()B (lg -=-γγ pH = p K a 67.4)11.0(78.4Pr)
H ()(Pr lg Pr)H ()(Pr lg =-+=++--γγn n 10. 某医学研究中，制作动物组织切片时需pH 约为7.0的磷酸盐缓冲液作为固定液。该固定液的配方是：将29 g Na 2HPO 4·12H 2O 和2.6 g NaH 2PO 4·2H 2O 分别溶解后稀释至1 L 。
若校正因数lg )
PO H ()HPO (-
4224γγ-=-0.53，计算该缓冲溶液的精确pH 。 解 c (Na 2HPO 4) =1L
mol 358.0g 29g 1??-= 0.081 mol·L -1 c (NaH 2PO 4) =
1L mol 156g 2.6g 1??-= 0.017 mol·L -1
pH=p K a2 + )PO H ()HPO (-4224γγ-+lg )
PO H ()(HPO 4224--c c = 7.21 +(-.0.53) + lg 11L 0.017m ol L 0.081m ol --??= 7.36 11. 将0.10 mol·L -1HAc 溶液和0.10 mol·L -1NaOH 溶液以3:1的体积比混合，求此缓冲溶液的pH 及缓冲容量。
解 HAc 溶液和NaOH 溶液的体积分别为3V 和V ，
c (HAc) = (0.10×3V - 0.10 × V ) mol·L -1 / (3V + V ) = 0.050 mol·L -1
c (Ac -) = 0.10 mol·L -1 × V / (3V + V ) = 0.025 mol·L -1
12. 某生物化学实验中需用巴比妥缓冲溶液，巴比妥(C 8H 12N 2O 3)为二元有机酸（用H 2Bar
表示，p K a1＝7.43)。今称取巴比妥18.4 g ，先加蒸馏水配成100 mL 溶液，在pH 计监控下，
加入6.00 mol·L -1NaOH 溶液4.17 mL ，并使溶液最后体积为1000 mL 。求此缓冲溶液的pH 和缓冲容量。（已知巴比妥的Mr=184 g·mol -1）
解 H 2Bar 与NaOH 的反应为
H 2Bar(aq) + NaOH(aq)＝NaHBar(aq) +H 2O(l)
反应生成的NaHBar 的物质的量n (NaHBar) ＝c (NaOH)V (NaOH)＝6.0 mol·L -1×4.17 mL＝25 mmol ，剩余H 2Bar 的物质的量为
n 余(H 2Bar)＝n (H 2Bar) - n (NaOH)＝1-mol
1844.18?g g ×1000 - 25 mmol ＝75 mmol pH ＝p K a +lg Bar)(H )(HBar 2n n -＝7.43+lg 75mmol
mmol 25＝6.95 β＝2.303×00mL)
25)mmol/10(7500mL)(25mmol/1000mL)(75mmol/10+?＝0.043 mol·L -1 13. 分别加NaOH 溶液或HCl 溶液于柠檬酸氢钠（缩写Na 2HCit ）溶液中。写出可能配
制的缓冲溶液的抗酸成分、抗碱成分和各缓冲系的理论有效缓冲范围。如果上述三种溶液的物质的量浓度相同，它们以何种体积比混合，才能使所配制的缓冲溶液有最大缓冲容量?（已知H 3Cit 的p K a1=3.13、p K a2=4.76、p K a3=6.40）`
解.
溶液组成 缓 冲 系
抗酸成分 抗碱成分 有效缓冲范围 β最大时体积比 Na 2HCit+HCl H 2Cit --HCit 2- HCit 2- H 2Cit - 3.76~5.76 2:1 Na 2HCit+HCl H 3Cit-H 2Cit - H 2Cit - H 3Cit 2.13~4.13
2:3 Na 2HCit+NaOH HCit 2--Cit 3- Cit 3-
HCit 2- 5.40~7.40 2:1 14. 现有(1)0.10 mol·L -1NaOH 溶液，(2)0.10 mol·L -1NH 3溶液，(3)0.10
mol·L -1Na 2HPO 4 溶液各50 mL ，欲配制pH=7.00的溶液，问需分别加入0.10 mol·L -1 HCl
溶液多少mL ？配成的三种溶液有无缓冲作用？哪一种缓冲能力最好？
解 ⑴ HCl 与NaOH 完全反应需HCl 溶液50 mL 。
⑵ HCl(aq) + NH 3·H 2O(aq) = NH 4Cl(aq) + H 2O(l)
NH 4+的p K a = 14.00-4.75= 9.25，
解得 V (HCl) = 50 mL
⑶ HCl(aq) + Na 2HPO 4(aq) = NaH 2PO 4(aq) + NaCl(aq)
H 3PO 4的p K a2=7.21，
解得 V (HCl) = 31 mL
第一种混合溶液无缓冲作用；第二种pH
15. 用固体NH 4Cl 和NaOH 溶液来配制1 L 总浓度为0.125 mol·L -1，pH=9.00的缓冲
溶液，问需NH 4Cl 多少克？求需1.00 mol·L -1的NaOH 溶液的体积（mL ）。
解 设需NH 4Cl 的质量为 x g
p K a (NH 4+) = 14.00 - 4.75 = 9.25
得 1.00 mol·L -1 × V (NaOH) = 0.562[x /53.5 g·mol -1 - 1.00 mol·L -1 × V (NaOH)] 又 [1.00 mol·L -1 × V NaOH) + 0.562 (x / 53.5g·mol -1 - 1.00 mol·L -1 × V (NaOH))] / 1L
=0.125 mol·L -1
解得 x = 6.69, V (NaOH) = 0.045 L
即：需NH 4Cl 6.69 g ，NaOH 溶液0.045 L 。
16. 用0.020 mol·L -1H 3PO 4溶液和0.020 mol·L -1NaOH 溶液配制100 mL pH=7.40的生
理缓冲溶液，求需H 3PO 4溶液和NaOH 溶液的体积（mL ）。
解 设第一步反应需H 3PO 4和NaOH 溶液体积各为x mL
⑴ H 3PO 4(aq)+ NaOH(aq)= NaH 2PO 4(aq) + H 2O(l)
x mLH 3PO 4与x mLNaOH 完全反应，生成NaH 2PO 4 0.020 mol·L -1 × x mL = 0.020 x mmol
⑵ 第二步反应：设生成的NaH 2PO 4再部分与NaOH y mL 反应，生成Na 2HPO 4，其与剩余NaH 2PO 4组成缓冲溶液
NaH 2PO 4(aq) + NaOH(aq) = Na 2HPO 4(aq) + H 2O(l)
起始量mmol +0.020x +0.020y
变化量mmol -0.020y -0.020y +0.020y
平衡量mmol 0.020(x -y) 0 +0.020y
y
x y =1.55 依题意又有 2x + y = 100
解得 x = 38.4，y = 23.2
即需H 3PO 4溶液38.4 mL ，NaOH 溶液(38.4 + 23.2) mL = 61.6 mL 。
17. 今欲配制37℃时，近似pH 为7.40的生理缓冲溶液，计算在Tris 和Tris·HCl 浓度均为0.050 mol·L -1的溶液l00 mL 中，需加入0.050 mol·L -1
HCl 溶液的体积（mL ）。在此溶液中需加入固体NaCl 多少克，才能配成与血浆等渗的溶液？（已知Tris·HCl 在37℃时的p K a ＝7.85，忽略离子强度的影响。）
解 ⑴
V (HCl) = 47.6 mL
⑵ 设加入NaCl x g ，血浆渗透浓度为300 mmol ·L -1
m L
6.147m L 6.47L m ol 050.0m L 100L m ol 050.0)Tris (11??-??=--c =0.018 mol·L -1 m L
6.147m L 6.47L m ol 050.0m L 100L m ol 050.0)HCl Tris (11??+??=?--c =0.050 mol·L -1 （0.018 + 2×0.050）mol·L -1 + =????--mL 6.147mol g 5.58L mL 1000g 211x 0.300 mol·L -1 x = 0.79，即需加入NaCl 0.79 g
18. 正常人体血浆中，[-3HCO ]＝24.0 mmol·L -1、[CO 2(aq)]＝1.20 mmol·L -1。若某
人因腹泻使血浆中[-3HCO ]减少到为原来的90%，试求此人血浆的pH ，并判断是否会引起酸
中毒。已知H 2CO 3的p K a1ˊ=6.10。
解 pH= p K a1′7.36L
1.2mmol 0.90L 24mmol lg 6.10(aq)][CO ][HCO lg 1123=???+=+--- pH 虽接近7.35，但由于血液中还有其他缓冲系的协同作用，不会引起酸中毒。
Exercises
1. How do the acid and base components of a buffer function? Why are they typically a conjugate acid-base pair?
Solution A buffer solution consists of a conjugate acid-base pair. The conjugate base can consume the added strong acid, and the conjugate acid can consume the added strong base, to maintain pH 。The conjugate acid-base pairs of weak electrolytes present in the same solution at equilibrium.
2. When H 3O + is added to a buffer ，does the pH remain constant or does it change slightly ？Explain.
Solution The pH of a buffer depends on the p K a of the conjugate acid and the buffer component ratio. When H 3O + is added to a buffer ， the buffer component ratio changes slightly ，so the pH changes slightly.
3. A certain solution contains dissolved HCl and NaCl. Why can’t this solution act as a buffer?
Solution This solution can’t act as a buffer. HCl is not present in solution in molecular form. Therefore, there is no reservoir of molecules that can react with added OH - ions.Likewise the Cl - does not exhibit base behavior in water, so it cannot react with any H 3O + added to the solution.
4. What is the relationship between buffer range and buffer-component ratio?
Solution The pH of a buffer depends on the buffer component ratio. When [B -]/[HB]=1, pH = p K a , the buffer is most effective. The further the buffer-component ratio is from 1，the less effective the buffering action is. Practically, if the [B -]/[HB] ratio is greater than 10 or less than 0.1, the buffer is poor. The buffer has a effective range of pH = p K a ±1.
5. Choose specific acid-base conjugate pairs of suitable for prepare the following beffers （Use Table 4-1 for K a of acid or K b of base ）：
（a ）pH≈4.0；（b ）pH≈7.0；（c ）[H 3O +]≈1.0×10-9 mol·L -1；
Solution （a ）HAc and Ac - （b ）-42PO H and -24HPO （c ）+4
NH and NH 3 6. Choose the factors that determine the capacity of a buffer from among the following and explain your choices.
(a) Conjugate acid-base pair (b) pH of the buffer (c) Buffer ranger
(d) Concentration of buffer-component reservoirs
(e) Buffer-component ratio (f) p K a of the acid component
Solution Choose (d) and (e). Buffer capacity depends on both the concentration of the reservoirs and the buffer-component ratio. The more concentrated the components of a buffer, the greater the buffer capacity. When the component ratio is close to one, a buffer is most effective.
7. Would the pH increase or decrease, and would it do so to a larger or small extent, in each of the following cases:
(a) Add 5 drops of 0.1 mol·L -1 NaOH to 100 mL of 0.5 mol·L -1 acetate buffer
(b) Add 5 drops of 0.1 mol·L -1 HCl to 100 mL of 0.5 mol·L -1 acetate buffer
(c) Add 5 drops of 0.1 mol·L -1 NaOH to 100 mL of 0.5 mol·L -1 HCl
(d) Add 5 drops of 0.1 mol·L -1 NaOH to distilled water
Solution （a ）The pH increases to a small extent;（b ）The pH decreases to a small extent;（c ）The pH increases to a small extent;（d ）The pH increases to a larger extent.
8. Which of the following solutions will show buffer properties?
(a) 100 mL of 0.25 mol·L -1 NaC 3H 5O 3 + 150 mL of 0.25 mol·L -1 HCl
(b) 100 mL of 0.25 mol·L -1 NaC 3H 5O 3 + 50 mL of 0.25 mol·L -1 HCl
(c) 100 mL of 0.25 mol·L -1 NaC 3H 5O 3+ 50 mL of 0.25 mol·L -1 NaOH
(d) 100 mL of 0.25 mol·L -1 C 3H 5O 3H + 50 mL of 0.25 mol·L -1 NaOH
Solution (b) and (d)
9. A chemist needs a pH 10.5 buffer. Should she use CH 3NH 2 and HCl or NH 3 and HCl to prepare it? Why? What is the disadvantage of choosing the other base?
Solution The p K a of CH 3NH 2·HCl is 10.65. The p K a of +4
NH is 9.25. The p K a of the former is more close to 10.5. A buffer is more effective when the pH is close to p K a . She should choose CH 3NH 2. The other is not a good choice.
10. An artificial fruit contains 11.0 g of tartaric acid H 2C 4H 4O 6，and 20.0 g its salt ， potassium hydrogen tartrate ，per liter. What is the pH of the beverage ？K a 1=1.0×10-3
Solution 16.345.1lg .00.3mol g 1.15011.0g mol g 2.18820.0g
lg 00.3)O H C (H )O H (KHC lg p pH 1
16442644a 1=+=??+=+=--n n K 11. What are the [H 3O +] and the pH of a benzoate buffer that consists of 0.33 mol·L -1 C 6H 5COOH and 0.28 mol·L -1 C 6H 5COONa ？K a of benzoic acid=6.3×10-5。
Solution 13.485.0lg 20.4L
0.33mol L 0.28mol lg 20.4COOH)H (C )COO H (C lg p pH 1--15656a =+=??+=+=-c c K [H +]=7.41×10-5 mol·L -1
12. What mass of sodium acetate (NaC 2H 3O 2·3H 2O,Mr=136.1g·mol -1) and what volume of concentrated acetic acid (17.45mol·L -1) should be used to prepare 500 mL of a buffer solution at pH=5.00 that is 0.150 mol·L -1 overall?
Solution c (CH 3COO -) + c (CH 3COOH)=0.150 mol·L -1
n (CH 3COO -) + n (CH 3COOH) = 0.150 mol·L -1 × 500 mL
× 10-3 L·mL -1 = 0.0750 mol
n (CH 3COOH) = 0.0270 mol, n (CH 3COO -) = 0.0480 mol
Mass of sodium acetate = 0.0480 mol × 136.1 g·mol -1 = 6.53 g
13. Normal arterial blood has an average pH of 7.40. Phosphate ions form one of the key buffering systems in the blood. Find the buffer-component ratio of a KH 2PO 4/Na 2HPO 4 solution with this pH p K a2ˊof -4
2PO H = 6.80 Solution ]PO H []HPO [lg 80.640.74224-
-+=
常见缓冲溶液的配制
常见缓冲溶液的配制 缓冲液是一种能在加入少量酸或碱时抵抗pH改变的溶液。PH缓冲系统对维持生物的正常pH 值，正常生理环境起重要作用。多数细胞仅能在很窄的pH范围内进行活动，而且需要有缓冲体系来抵抗在代谢过程中出现的pH变化。在生物体中有三种主要的pH缓冲体系，它们时蛋白质、重碳酸盐缓冲体系。每种缓冲体系所占的分量在各类细胞和器官中是不同的。 在生化研究工作中，常常要用到缓冲溶液来维持实验体系的酸碱度。研究工作的溶液体系pH 值的变化往往直接影响到我们工作的成效。如果提取酶实验体系的pH值变化或变化过大，会使酶活性下降甚至完全失活。所以我们要学会配制缓冲溶液。 由弱酸及其盐组合一起使具有缓冲作用。生化实验室常常用的缓冲系主要有磷酸、柠檬酸、碳酸、醋酸、巴比妥酸、Tiris（三羟甲基氨基甲烷）等系统，在生化实验或研究工作中要慎重地选择缓冲体系，因为有时影响实验结果的因素并不是缓冲液的pH值，而是缓冲液中的某种离子。如硼酸盐、柠檬酸盐、磷酸盐和三羟甲基甲烷等缓冲剂都可能产生不需要的反应。硼酸盐：硼酸盐与许多化合物形成复盐、如蔗糖。 柠檬酸盐：柠檬酸盐离子容易与钙结合，所以存在有钙离子的情况下不能使用。 磷酸盐：在有些实验，它是酶的抑止剂或甚至是一个代谢物，重金属易以磷酸盐的形式从溶液中沉淀出来。而且它在pH7.5以上时缓冲能力很小。 三羟甲基氨基甲烷：它可以和重金属一起作用，但在有些系统中也起抑止的作用。其主要缺点时温度效应。这点往往被忽视，在室温pH是7.8的Tris一缓冲液，在4℃时是8.4，在37℃时是7.4，因此，4℃配制的缓冲液拿到37℃测量时，其氢离子浓度就增加了10倍。而且它在pH7.5以下，缓冲能力很差。 缓冲液的pH值由哪些因素决定？ 设缓冲系统的弱酸的电离常数为K（平衡常数），平衡时弱酸的浓度为[酸]，弱酸盐的浓度为[盐]，则由弱酸的电离平衡式可得下式： 根据此式可得出下列几点结论： （1）缓冲液的pH值与该酸的电离平衡常数K及盐和酸的浓度有关。弱酸一定，但酸和盐的比例不同时，可以得到不同的pH值。当酸和盐浓度相等时，溶液的pH值与PK值相同。 （2）酸和盐浓度等比例也增减时，溶液的pH值不便。 （3）酸和盐浓度相等时，缓冲液的缓冲效率为最高，比例相差越大，缓冲效率越低，一般地说缓冲液有效缓冲范围为PK±1pH。 从上述可知，只要知道缓冲对的PK值，和要配制的缓冲液的pH值（及要求的缓冲液总浓度）时，可按公式计算出[盐]和[酸]的量。这样算涉及到对数的换算，较麻烦，前人为减少后人的计算麻烦，经计算已为我们总结出pH值与缓冲液对离子用量的关系列出了表格。讲义附录部分节录有磷酸缓冲液的配制表。只要我们知道要配制的缓冲液的pH，经查表便可计算处所用缓冲剂的比例和用量。例如配制500nmpH5.8浓度为0.1M磷酸缓冲液。 经查表知pH5.8浓度为0.2M Na2HPO48.0毫升，而0.2M Na2HPO492.0毫升。依此可推论出配制100ml0.1M的磷酸缓冲液需要0.1M Na2HPO48.0毫升，而0.1M Na2HPO4需要92.0毫升。 所以500ml 0.1M磷酸缓冲液需要Na2HPO4量为: 需Na2HPO4量为 : 计算好后，按计算结果称好药品，放于烧杯中，加少量蒸馏水溶解，转移入50ml容量瓶，加蒸馏水至刻度，摇匀，便得所需的缓冲液。 各种缓冲溶液的配制，均按下表按比例混合，某些试剂，必须标定配成准确的浓度才能进行，如醋酸、NaOH等 常用体系 1.甘氨酸-盐酸缓冲液（0.05M） X ml 0.2M甘氨酸 +Y ml 0.2M盐酸再加水稀释至200ml pH X/ml Y/ml pH X/ml Y/ml 2.2 50 44.0 3.0 50 11.4 2.4 50 32.4 3.2 50 8.2 2.6 50 24.2 3.4 50 6.4 2.8 50 16.8 3.6 50 5.0
基础化学练习题(有答案)
复习思考题一 一、 填空题 1．5.0g · L -1 的硼酸（ H 3BO 3 ）溶液，其物质的量浓度为 0.081 mol ·L -1 。 ．不同基本单元的高锰酸钾溶液， 其浓度关系为 c （KMnO 4）=0.2c 2 （ 1 KMnO 4）。 5 4．产生渗透现象的两个必要条件是 有半透膜 和 存在浓度差 。 ． ℃时，已知难溶电解质 MX 2 的溶度积为 K sp ，溶解度为 S ，其 K sp 与 S 5 25 的关系为 （Ksp / 4 ）^（1/3 ） 。 6．在水溶液中有 Ac -、HCO 3-、H 2O 、NO 2-、HS -、CO 32-、H 2S 、H 2PO 4 -、PO 43-、 HCN ，根据质子理论，能作酸不能作碱的有 H2S 、 HCN ；能作碱不能作酸的有 Ac- 、 NO2- 、 CO32- 、 PO43 ；既能作酸又可作碱的有 HCO3- 、H 2O 、 HS-、 H2PO4- 。 7．在 HAc 溶液中加入 NaAc ， HAc 的解离度将会 减小 ，这种现象 称为 盐 效应。 - + 8. 已知 HAc 、H 2PO 4 和 NH 4 的 pKa 分别为 4.76、7.21 和 9.25。若欲配制与 正 常 人 血 浆 pH 相 同 的缓 冲 溶 液 ， 应 选 用 的 缓 冲 系 为 H2PO4- 、 2- HPO4 ，其中抗酸成分是 HPO42- 。 9．用一级标准物质 Na 2B 4O 7·10H 2O 标定 HCl 溶液的浓度时，滴定反应式 为 _ Na2B4O7(aq)+_HCl （aq ）+5 H2O （ l ）===4H3BO3+2NaCl （ aq ）_______， 化学计量点时计算 [H + ]的公式为 -0.5log(Ka* C) ，可 以选择 甲基红 为指示剂。 10．下列数据： 0.00841、 1.24 ×10-5 、0.0020、1000 和 pH=10.50 的有效数字 位数分别是 3 、 3 、 2 、 4 和 2 。 11.用 Na 2C 2O 4 作一级标准物质标定 KMnO 4 溶液 ,标定是时要添加 __硫酸 ___ 以维持溶液的酸性，不能用盐酸，因 高锰酸根会氧化氯离子 ；
缓冲溶液习题
缓冲溶液习题Newly compiled on November 23, 2020
第四章 缓冲溶液 难题解析 例4-1 计算pH=，总浓度为 mol·L -1的C 2H 5COOH(丙酸,用HPr 表示)- C 2H 5COONa 缓冲溶液中，C 2H 5COOH 和C 2H 5COONa 的物质的量浓度。若向1 L 该缓冲溶液中加入 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，C 2H 5COOH 浓度增加, C 2H 5COONa 浓度减小。 解 ⑴ 查表4-1，C 2H 5COOH 的p K a = ，设c (HPr) = x mol·L -1。则c (NaPr) =（）mol·L -1 pH ＝p K a +lg Pr) (H ) Pr (-c c =+lg 1-1L m ol L m ol )20.0(??--x x = 解得 x = 即c (HPr) = mol·L -1 c (NaPr) = - mol·L -1 = mol·L -1 ⑵ 加入 mol HCl 后： pH ＝p K a +lg )HPr ()Pr (-n n =+lg 0.010)m ol (0.0850.010)m ol (0.12+-= 例4-2 柠檬酸（缩写H 3Cit ）常用于配制供培养细菌的缓冲溶液。现有500 mL 的 mol·L -1柠檬酸溶液，要配制pH 为的缓冲溶液，需加入 mol·L -1的NaOH 溶液多少毫升 分析 配制pH 为的缓冲溶液，应选NaH 2Cit-Na 2HCit 缓冲系， NaOH 先与H 3Cit 完全反应生成NaH 2Cit ，再与NaH 2Cit 部分反应生成Na 2HCit 。 解 查表4-1,柠檬酸的p Ka 2= ，设H 3Cit 全部转化为NaH 2Cit 需NaOH 溶液V 1 mL
缓冲溶液的配制与性能
缓冲溶液的配制与性能 一 实验目的 (1)学习缓冲溶液的配制方法，加深对缓冲溶液性质的理解 (2)了解缓冲容量与缓冲剂浓度和缓冲组分的比值关系： (3)练习吸量管的使用方法。 二 实验原理 能抵抗外来少量强酸、强碱或适当稀释而保持pH 值基本不变的溶液叫缓冲溶液。缓冲溶液一般是由弱酸及其盐、弱碱及其盐、多元弱酸的酸式盐及其次级盐组成。缓冲溶液的pH 值可用下式计算： a s a C C pK pH lg += 或 b s B C C LG pK pOH += 缓冲溶液pH 值除主要决定于pK b (pK b )外，还与盐和酸(或碱)的浓度比值有关，若配制缓冲溶液所用的盐和酸(或碱)的原始浓度相同均为C,酸(碱)的体积为V a (V b )，盐的体积为Vs 总体积为V ，混合后酸(或碱)的浓度为 ?? ? ????V V C V V C b a ，盐的浓度为V V C s ?，则 b s b s a s A s a s V V C C V V V CV V CV C C ===或 所以缓冲溶液pH 值可写为 a s a V V pK pH lg += 或 b s b V V pK pOH lg += 配制缓冲溶液时，只要按计算值量取盐和酸〔或碱)溶液的体积，混合后即可得到一定pH 值的缓冲溶液。 缓冲容量是衡量缓冲溶液的缓冲能力大小的尺度。为获得最大的缓冲容量，应控制a s C C (或b s C C )＝1，酸(或碱)、盐浓度大的，缓冲容量亦大。但实践中酸(或碱)、盐浓度不宜过大。 三 仪器与药品 1．仪器。10mL 吸量管、烧杯、试管、量筒等。 2．药品。HCl(0.1mol ·L -1)、pH ＝4的HCl 溶液、HAc(0.10.1mol ·L -1、1mol ·L -1)、NaOH(0.1mol ·L -1、2mol ·L -1);pH ＝10的NaOH 溶液、NH 3·H 20〔0.1 mol ·L -1)、NaAc(0.1 mol ·L -1、l mol ·L -1)、NaH 2P04(0.1 mol ·L -1)、Na 2 HP04 (0.1 mol ·L -1 )、NH 4Cl (0.1 mol ·L -1)以及甲基红指示剂、广泛pH 试纸、精密pH 试纸。 四 实验步骤 1．缓冲溶液配制。甲、乙、丙三种缓冲溶液的组成如下表。如配制三种缓冲
酸碱平衡练习题
酸碱平衡练习题 一.是非题 1.由于乙酸的解离平衡常数)()()(HAc c Ac c H c K a -+=θ ，所以只要改变乙酸的起始浓度即c(HAc)，a K θ 必随之改变。 2.缓冲溶液的缓冲能力一般认为在pH=Pka ⊕±1范围内。 3.稀释可以使醋酸的电离度增大，因而可使其酸性增强. 4.溶液的酸度越高，其pH 值就越大。 5.在共轭酸碱体系中，酸、碱的浓度越大，则其缓冲能力越强。 6.溶液的酸度越高，其pH 值就越小。 7.根据酸碱质子理论，强酸反应后变成弱酸。 8.在浓度均为0.01 mol ·L -1的HCl ，H 2SO 4，NaOH 和NH 4Ac 四种水溶液中，H + 和OH -离子浓度的乘积均相等。 9.将氨水的浓度稀释一倍，溶液中OH - 离子浓度就减小到原来的一半。 ，可以组成缓冲溶液。 11.缓冲溶液中，当总浓度一定时，则c(A -)/c(HA)比值越大，缓冲能力也就越大。 12.某些盐类的水溶液常呈现酸碱性,可以用来代替酸碱使用。 13.由质子理论对酸碱的定义可知， NaHCO 3只是一种碱。 ，可以组成缓冲溶液。 二.选择题 1.某弱酸HA 的K a θ＝1×10-5，则其0.1 mol·L -1溶液的pH 值为 A. 1.0 B. 2.0 C. 3.0 D.3.5 2.有下列水溶液：(1)0.01 mol ·L -1CH 3COOH ；(2)0.01 mol ·L -1CH 3COOH 溶液和等体积0.01 mol ·L -1HCl 溶液混合；(3)0.01 mol ·L -1CH 3COOH 溶液和等体积0.01 mol ·L -1NaOH 溶液混合； (4)0.01 mol ·L -1CH 3COOH 溶液和等体积0.01mol ·L -1NaAc 溶液混合。则它们的pH 值由大到小的正确次序是 A.(1)>(2)>(3)>(4) B.(1)>(3)>(2)>(4) C.(4)>(3)>(2)>(1) D.(3)>(4)>(1)>(2) 3.下列离子中只能作碱的是（ ）。 A ．H 2O B ．HCO -3 C ．S 2- D ．[Fe(H 2O)6]3+ 4.在1.0LH 2S 饱和溶液中加入 mol ·L -1HCl 则下列式子错误的是 A.c(H 2S)≈0.10 mol ·L -1 B.c(HS -) 缓冲溶液 一.缓冲溶液及分类 对溶液的酸度起稳定作用的溶液称为缓冲溶液,可分为两类: a. 弱酸及其共轭碱溶液,缓冲酸度:3—11,常用. b. 强酸或强碱溶液, 缓冲酸度:pH<2,pH>12. 二.缓冲溶液pH值计算 1.计算公式及推导 对弱酸HB及共轭碱NaB组成的缓冲溶液 ...最简式或: 公式推导如下: 若弱酸HB及其共轭碱NaB的分析浓度分别为C HB、C B - mol/L,则 物料平衡式:[HB]+[B-]=C HB +C B - (*1) 电荷平衡式:[H+]+[Na+]=[OH-]+[B-] (*2) 其中:[Na+]=C B - (*1) +(*2)得: [HB]=C HB -[H+]+[OH-] 由(*2)得， [B-]=C B -+[H+]-[OH-] 代入酸度常数式得到[H+]的精确计算式, 此式实际几乎不用 若pH<6,[OH-]可略,故得近似式为: 或pH>8 ,[H+]可略,可得另一近似式为： 这些公式也不常用. 又若酸碱的分析浓度较大,即同时满足C HB >>[OH-]-[H+], C B ->>[H+]-[OH-], 则得计 算[H+]的最简式为： 即: 此为最常用的最简式. 2.pH 值的计算 (1)一般缓冲溶液pH值计算示例(略） (2)标准缓冲溶液的用途及pH计算. 三.缓冲容量 定义: β的意义是使一升溶液的pH值增加dpH单位时所需强碱db摩尔或使一升溶液的pH减少dpH单位时所需强酸da摩尔.(酸增加使pH降低,在da/dpH前加一负号使β值为正)β越大,溶液缓冲能力越大. 2.影响β的因素 以HB—B-缓冲体系为例讨论,缓冲剂的总浓度为C mol/L,C=[HB]+[B-].今加入b mol/L强碱,由于此时B-不能接受质子，故取H 2 O、HB为零水平物质，质子条件为： [H+]+b=[OH-]+[B-] (1) β H +,β OH -和β HB 分别为溶液中H+,OH-和HB体系所具有的缓冲容量，由质子条件 式得: 对[H+]求导,得: 而 不同缓冲液的缓冲范围 pH缓冲液 六十一秒的常用缓冲溶液的配制&缓冲溶液原理（2007年6月16日更新）（一）甘氨酸-盐酸缓冲液（0.05 mol/L） 甘氨酸分子量＝75.07。 0.2 mol/L甘氨酸溶液含15.01 g/L。 （二）邻苯二甲酸-盐酸缓冲液（0.05 mol/L） 邻苯二甲酸氢钾分子量＝204.23。0.2 mol/L邻苯二甲酸氢钾溶液含40.85 g/L。（三）磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液 Na2HPO4分子量＝141.98；0.2 mol/L溶液为28.40 g/L。 Na2HPO4·2H2O分子量＝178.05；0.2 mol/L溶液为35.61 g/L。 Na2HPO4·12H2O分子量＝358.22；0.2 mol/L溶液为71.64 g/L。 C6H8O7·H2O分子量＝210.14；0.1 mol/L溶液为21.01 g/L。 ①使用时可以每升中加入1克酚，若最后pH值有变化，再用少量50％氢氧化钠溶液或浓盐酸调节，冰箱保存。 柠檬酸钠：Na3C6H5O7·2H2O分子量＝294.12 ；0.1 mol/L溶液为29.41 g/L。 （六）醋酸-醋酸钠缓冲液（0.2 mol/L） NaAc·3H2O分子量＝136.09；0.2 mol/L溶液为27.22 g/L。冰乙酸11.8 mL稀释至1 L（需标定）。 （七）磷酸二氢钾-氢氧化钠缓冲液（0.05 mol/L） X 毫升0.2 mol/L KH2PO4+Y毫升0.2 mol/L NaOH 加水稀释至20毫升。 （八）磷酸盐缓冲液磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲液（0.2 mol/L） Na2HPO4·2H2O分子量＝178.05；0.2 mol/L溶液为35.61 g/L。 Na2HPO4·12H2O分子量＝358.22；0.2 mol/L溶液为71.64 g/L。 NaH2PO4·H2O分子量＝138.01；0.2 mol/L溶液为27.6 g/L。 NaH2PO4·2H2O分子量＝156.03；0.2 mol/L溶液为31.21 g/L。 （九）巴比妥纳-盐酸缓冲液 巴比妥钠分子量＝206.18；0.04 mol/L溶液为8.25 g/L。 （十）Tris-HCl缓冲液（0.05 mol/L） 50毫升0.1mol/L三羟甲基氨基甲烷（Tris）溶液与X毫升0.1mol/L盐酸混匀并稀释至100 第四章 缓冲溶液 练习题 一、选择题 ( 共10题 ) 1. 下列各混合溶液中，具有缓冲作用的是………………………………………………（ ） (A) HCl (1 mol ·dm -3) + NaAc (2 mol ·dm -3) (B) NaOH (1 mol ·dm -3) + NH 3 (1 mol ·dm -3) (C) HCl (1 mol ·dm -3) + NaCl (1 mol ·dm -3) (D) NaOH (1 mol ·dm -3) + NaCl (1 mol ·dm -3) 2. 人体中血液的pH 值总是维持在 ~ 范围内，这是由于……………………（ ） (A) 人体内有大量的水分(水约占体重70 %) (B) 新陈代谢的CO 2部分溶解在血液中 (C) 新陈代谢的酸碱物质等量地溶在血液中 (D) 血液中的HCO 3 和H 2CO 3只允许在一定的比例范围中 3. 0.36 mol ·dm -3 NaAc 溶液的pH 为(HAc ：K a = 10-5 )……………………………（ ） (A) (B) (C) (D) 4. 配制pH = 的缓冲溶液时，应选用的缓冲对是……………………………………（ ） (A) HAc-NaAc (K a = 10-5) (B) NaH 2PO 4-Na 2HPO 4 (K a2 = 10-8) (C) NH 3-NH 4Cl (K b = 10-5) (D) NaHCO 3-Na 2CO 3 (K a2 = 10-11) 5. 为测定某一元弱酸的电离常数，将待测弱酸溶于水得50 cm 3溶液，把此溶液分成两等 份。一份用NaOH 中和，然后与另一份未被中和的弱酸混合，测得此溶液pH 为，则此弱酸的K a 为…………………………………………………………………………………（ ） (A) 10-5 (B) 10-4 (C) 10-4 (D) A, B, C 均不对 6. 配制pH = 7的缓冲溶液时，选择最合适的缓冲对是…………………………………（ ） (K a (HAc) = 10-5，K b (NH 3) = 10-5 ； H 3PO 4 ：K a1 = 10-3 ，K a2 = 10-8 ，K a3 = 10-13； H 2CO 3 ：K a1 = 10-7 ，K a2 = 10-11) (A) HAc-NaAc (B) NH 3-NH 4Cl (C) NaH 2PO 4-Na 2HPO 4 (D) NaHCO 3-Na 2CO 3 7. 不能配制 pH = 7 左右的缓冲溶液的共轭酸碱混合物是………………………… （ ） (A) NaHCO 3-Na 2CO 3 (B) NaH 2PO 4-Na 2HPO 4 ? HclO -NaClO (D) H 2CO 3-NaHCO 3 (已知HclO ：K = 10-8 H 2CO 3 ：K 1 = 10-7 ，K 2 = 10-11 H 3PO 4 ：K 1 = 10-3 ， K 2 = 10-8 ，K 3 = 10-13) 8. 将 mol ·dm -3 HAc 与 mol ·dm -3 NaOH 等体积混合，其pH 值为 (K a (HAc) = 10-5)………………………………………………………………………（ ） (A) (B) (C) (D) 9. 用 mol ·dm -3 HAc 和 mol ·dm -3 NaAc 溶液直接混合(不加水)，配制 dm 3 pH = 的缓冲溶液，需取 mol ·dm -3 HAc 溶液为…………………………………（ ） (p K a (HAc) = (A) 102 cm 3 (B) 102 cm 3 (C) 102 cm 3 (D) 102 cm 3 常见缓冲溶液配制方法 乙醇－醋酸铵缓冲液(pH3.7)：取5mol/L醋酸溶液15.0ml，加乙醇60ml和水20ml，用10mol/L氢氧化铵溶液调节pH值至3.7，用水稀释至1000ml。 三羟甲基氨基甲烷缓冲液(pH8.0)：取三羟甲基氨基甲烷12.14g，加水800ml，搅拌溶解，并稀释至1000ml，用6mol/L盐酸溶液调节pH值至8.0。 三羟甲基氨基甲烷缓冲液(pH8.1)：取氯化钙0.294g，加0.2mol/L三羟甲基氨基甲烷溶液40ml 使精品文档，你值得期待 溶解，用1mol/L盐酸溶液调节pH值至8.1，加水稀释至100ml。 三羟甲基氨基甲烷缓冲液(pH9.0)：取三羟甲基氨基甲烷6.06g，加盐酸赖氨酸3.65g，氯化钠5.8g，乙二胺四醋酸二钠0.37g，再加水溶解使成1000ml，调节pH值至9.0。 乌洛托品缓冲液：取乌洛托品75g，加水溶解后，加浓氨溶液4.2ml，再用水稀释至250ml。 巴比妥缓冲液(pH7.4)：取巴比妥钠4.42g，加水使溶解并稀释至400ml，用2mol/L盐酸溶液调节pH 值至7.4，滤过。 巴比妥缓冲液(pH8.6)：取巴比妥5.52g与巴比妥钠30.9g，加水使溶解成2000ml。 巴比妥－氯化钠缓冲液(pH7.8)：取巴比妥钠5.05g，加氯化钠3.7g及水适量使溶解，另取明胶0.5g 加水适量，加热溶解后并入上述溶液中。然后用0.2mol/L盐酸溶液调节pH值至7.8，再用水稀释至500ml。 甲酸钠缓冲液(pH3.3)：取2mol/L甲酸溶液25ml，加酚酞指示液1滴，用2mol/L氢氧化钠溶液中和，再加入2mol/L甲酸溶液75ml,用水稀释至200ml,调节pH值至3.25～3.30。 邻苯二甲酸盐缓冲液(pH5.6)：取邻苯二甲酸氢钾10g，加水900ml,搅拌使溶解，用氢氧化钠试液(必要时用稀盐酸)调节pH值至5.6，加水稀释至1000ml，混匀。 枸橼酸盐缓冲液：取枸橼酸4.2g,加1mol/L的20％乙醇制氢氧化钠溶液40ml使溶解,再用20％乙醇稀释至100ml。 枸橼酸盐缓冲液(pH6.2)：取2.1％枸橼酸水溶液，用50％氢氧化钠溶液调节pH值至6.2。 枸橼酸－磷酸氢二钠缓冲液(pH4.0)：甲液：取枸橼酸21g或无水枸橼酸19.2g,加水使溶解成1000ml，置冰箱内保存。乙液：取磷酸氢二钠71.63g，加水使溶解成1000ml。取上述甲液61.45ml与乙液38.55ml 混合，摇匀。 氨－氯化铵缓冲液(pH8.0)：取氯化铵1.07g，加水使溶解成100ml，再加稀氨溶液(1→30)调节pH值至8.0。 氨－氯化铵缓冲液(pH10.0)：取氯化铵5.4g，加水20ml溶解后，加浓氯溶液35ml，再加水稀释至100ml。 硼砂－氯化钙缓冲液(pH8.0)：取硼砂0.572g与氯化钙2.94g，加水约800ml溶解后,用1mol/L盐酸溶液约2.5ml调节pH值至8.0，加水稀释至1000ml。 硼砂－碳酸钠缓冲液(pH10.8～11.2)：取无水碳酸钠5.30g,加水使溶解成1000ml；另取硼砂1.91g，加水使溶解成100ml。临用前取碳酸钠溶液973ml与硼砂溶液27ml，混匀。 硼酸－氯化钾缓冲液(pH9.0)：取硼酸3.09g,加0.1mol/L氯化钾溶液500ml使溶解，再加0.1mol/L 氢氧化钠溶液210ml。 醋酸盐缓冲液(pH3.5)：取醋酸铵25g，加水25ml溶解后，加7mol/L盐酸溶液38ml，用2mol/L盐酸溶液或5mol/L氨溶液准确调节pH值至3.5(电位法指示)，用水稀释至100ml，即得。 醋酸－锂盐缓冲液(pH3.0)：取冰醋酸50ml，加水800ml混合后，用氢氧化锂调节pH值至3.0，再加水稀释至1000ml。 醋酸－醋酸钠缓冲液(pH3.6)：取醋酸钠5.1g，加冰醋酸20ml，再加水稀释至250ml。 醋酸－醋酸钠缓冲液(pH3.7)：取无水醋酸钠20g，加水300ml溶解后，加溴酚蓝指示液1ml及冰醋酸60～80ml，至溶液从蓝色转变为纯绿色，再加水稀释至1000ml。 醋酸－醋酸钠缓冲液(pH3.8)：取2mol/L醋酸钠溶液13ml与2mol/L醋酸溶液87ml，加每1ml含铜1mg的硫酸铜溶液0.5ml，再加水稀释至1000ml。 缓冲溶液与缓冲容量 一、概念 缓冲溶液：能抵抗外来少量强酸、强碱或稍加稀释，而能保持其pH基本不变的溶液，称为缓冲溶液（buffer solution）。 缓冲溶液对强酸、强碱或稀释的抵抗作用称为缓冲作用（buffer action） 缓冲容量( )：使单位体积缓冲溶液的pH改变1个单位时,所需加入的强酸、强碱的物质的量。是衡量缓冲溶液缓冲能力大小的尺度。单位：mol/L·pH或mmol/L·pH PH：氢离子浓度指数（hydrogen ion concentration）是指溶液中氢离子的总数和总物质的量的比。 PKa：酸度系数（酸离解常数）：是指一个特定的平衡常数，以代表一种酸离解氢离子的能力，隶属于酸碱质子理论的概念，它反映了一种酸将质子传递给水，形成H3O+的能力，即反映了酸的强度。 二、缓冲溶液组成和缓冲机制 普通缓冲溶液：由共轭酸碱对组成，用于控制溶液酸碱度。如HAc和NaAc 混合溶液、NH3与NH4Cl混合溶液都可组成缓冲溶液。 标准缓冲溶液—它是由规定浓度的某些逐级离解常数相差较小的单一两性物质或不同型体的两性物质所组成。校正pH计用的标准缓冲溶液，如酒石酸氢钾、邻苯二甲酸氢钾、KH2PO4-Na2HPO4，硼砂的溶液也具有缓冲作用。 三、缓冲溶液的缓冲机制 缓冲溶液：HAc-NaAc HAc + H 2O ? H 3O + + Ac - NaAc → Na + + Ac - 加入H 3O +，平衡←Ac - 抵消H 3O +（Ac -：抗酸成分） 加入OH -， OH - + H 3O +（平衡）→ 2H 2O HAc 补充消耗的H 3O +（HAc ：抗碱成分） 四、缓冲容量的影响因素 1、缓冲容量的大小，与缓冲组分的浓度有关。下面举例说明： (1) 0.20 mol·L -1 HAc-0.20 mol·L -1 NaAc 缓冲溶液 在此溶液中，HAc 和Ac －的总浓度为0.40 mol·L -1，而它们的浓度的比值为1 : 1，即： 如果在100 mL 的这种溶液中，加入0.1 mL 1 mol·L -1 HCl ，即增加H +浓度0.001 mol·L -1，则： 这时溶液的pH 基本不变。 (2) 0.020 mol·L -1 HAc-0.020 mol·L -1 NaAc 缓冲溶液 在此溶液中，HAc 和Ac －的总浓度为0.040 mol·L -1，为前者的1/10，但它们浓度的比值仍为1:1，故溶液的pH 为： 74.4020 .0020.0lg 74.4pH =+= 如果在100 mL 的这种溶液中，同样增加H +浓度0.001 mol·L -1，则： -1[HAc][Ac ]0.200.200.40 mol L [HAc]:[Ac ]0.20:0.201:1 0.20pH 4.74lg 4.740.20 --+=+=?===+=-1-1 [Ac ]0.200.0010.199 mol L [HAc]0.200.0010.201 mol L 0.199pH 4.74lg 4.740.004 4.740.201 -=-=?=+=?=+=-≈-1 -1 [Ac ]0.0200.0010.019 mol L [HAc]0.0200.0010.021 mol L 0.019pH 4.74lg 4.740.04 4.700.021 -=-=?=+=?=+=-= 3、缓冲溶液 一、是非题 √1．总浓度一定时，缓冲溶液的缓冲比越接近于1，缓冲容量越大。 ×2．缓冲溶液就是能抵抗外来酸碱的影响，保持pH绝对不变的溶液。 ×3．因HAc-NaAc缓冲溶液的pH小于7，所以不能抵抗少量的强酸。 √4．正常人血浆中c(HCO3-)/c(CO2)约为20/1。 √5．由HA和NaA组成的缓冲溶液，HA和NaA的平衡浓度近似等于起始浓度c（HA)和c(A-)。×6．在一定范围内稀释缓冲溶液后，由于[共轭碱]与[共轭酸]的浓度比值不变，故缓冲溶液的pH和缓冲容量均不变。 √7．可采用在某一元弱酸HA中，加入适量NaOH的方法来配制缓冲溶液。 ×8．总浓度一定时，缓冲比越大，缓冲溶液的缓冲能力越强。 ×9．正常人体血浆中，碳酸缓冲系的缓冲比为20：1，超出10：1，所以该缓冲系无缓冲作用。 √10．取相同浓度的HCl溶液和NH3·H2O溶液（p K b＝4.76）配制pH= 9.24的缓冲溶液，HCl溶液和NH3·H2O溶液的体积比应为1∶2。 二、选择题 1．用HAc和NaAc配成的缓冲液，抗酸成分和抗碱成分对应的浓度c(Ac-)—c(HAc)分别表示如下，则缓冲容量最大的一对应是 A A、0.04—0.04 B、 0.03—0.05 C、0.03—0.03 D、 0.06—0.02 2．用0.10 mol·L-1HCl滴定20.00mLNH3溶液时，当中和到50.0%时，溶液的pH为 （已知 NH3的p K b为4.76 ） B A、4.76 B、9.24 C、6.24 D、7.00 3．由HA和NaA组成的绶冲液，HA的K a=1.0×10-5，c (NaA)/ c (HA)=3，则此溶液的pH为 D A、5.00 B 、4.30 C、5.30 D、5.48 4．某缓冲溶液，共轭酸的K a=1.0×10-4，则从理论上推测其缓冲范围是 D A、5-6 B、4-6 C、5-7 D、3-5 5．某缓冲溶液含有等浓度的HA和A-。已知A-的K b=1.0×10-10，则此溶液的pH为 C A、10.0 B、5.0 C、4.0 D、2.0 6．人体血浆中最重要的抗酸成分是 A A、 HCO3- B、CO2 C、H2PO4- D、NaCl 7．与缓冲容量有关的因素是 A A、总浓度 B、外加酸量 C、外加碱量 D、酸或碱的解离常数 8．有关缓冲溶液的叙述中，错误的是 C A、缓冲容量越大，溶液的缓冲能力越强 B、缓冲对的总浓度越大，缓冲容量越大 C、总浓度一定时，缓冲比为1时，缓冲容量为1 D、缓冲溶液稀释后，缓冲比不变，pH不变，缓冲容量变小 9．配制pH=9.30的缓冲溶液，下列缓冲对中最合适的是 C A、NaHCO3-Na2CO3（H2CO3的p K a2 = 10.33） B、HAc - NaAc（HAc的p K a = 4.76） C、NH4Cl – NH3·H2O（NH3·H2O的p K b = 4.76） D、Na2HPO4 – Na3PO4（H3PO4的p K a3 = 12.32） 第四章缓冲溶液练习题 一、选择题( 共10题) 1. 下列各混合溶液中，具有缓冲作用的是………………………………………………（） (A) HCl (1 mol·dm-3) + NaAc (2 mol·dm-3) (B) NaOH (1 mol·dm-3) + NH3 (1 mol·dm-3) (C) HCl (1 mol·dm-3) + NaCl (1 mol·dm-3) (D) NaOH (1 mol·dm-3) + NaCl (1 mol·dm-3) 2. 人体中血液的pH值总是维持在7.35 ~ 7.45范围内，这是由于……………………（） (A) 人体内有大量的水分(水约占体重70 %) (B) 新陈代谢的CO2部分溶解在血液中 (C) 新陈代谢的酸碱物质等量地溶在血液中 (D) 血液中的HCO3-和H2CO3只允许在一定的比例范围中 3. 0.36 mol·dm-3 NaAc溶液的pH为(HAc：K a = 1.8 ? 10-5)……………………………（） (A) 4.85 (B) 5.15 (C) 9.15 (D) 8.85 4. 配制pH = 9.2的缓冲溶液时，应选用的缓冲对是……………………………………（） (A) HAc-NaAc (K a = 1.8 ? 10-5) (B) NaH2PO4-Na2HPO4 (K a2= 6.3 ? 10-8) (C) NH3-NH4Cl (K b = 1.8 ? 10-5) (D) NaHCO3-Na2CO3 (K a2 = 5.6 ? 10-11) 5. 为测定某一元弱酸的电离常数，将待测弱酸溶于水得50 cm3溶液，把此溶液分成两等份。一份用NaOH中和，然后与另一份未被中和的弱酸混合，测得此溶液pH为4.00，则此弱酸的K a为…………………………………………………………………………………（） (A) 5.0 ? 10-5(B) 2.0 ? 10-4(C) 1.0 ? 10-4(D) A, B, C均不对 6. 配制pH = 7的缓冲溶液时，选择最合适的缓冲对是…………………………………（）(K a(HAc) = 1.8 ? 10-5，K b(NH3) = 1.8 ? 10-5； H3PO4：K a1 = 7.52 ? 10-3，K a2 = 6.23 ? 10-8，K a3 = 4.4 ? 10-13； H2CO3：K a1 = 4.30 ? 10-7，K a2 = 5.61 ? 10-11) (A) HAc-NaAc (B) NH3-NH4Cl (C) NaH2PO4-Na2HPO4(D) NaHCO3-Na2CO3 7. 不能配制pH = 7 左右的缓冲溶液的共轭酸碱混合物是…………………………（） (A) NaHCO3-Na2CO3(B) NaH2PO4-Na2HPO4 ? HclO-NaClO (D) H2CO3-NaHCO3 (已知HclO ：K = 3.4 ? 10-8 H2CO3：K1 = 4.2 ? 10-7，K2 = 5.6 ? 10-11H3PO4：K1 = 7.6 ?10-3，K2 = 6.3 ? 10-8，K3 = 4.4 ? 10-13) 8. 将0.10 mol·dm-3 HAc与0.10 mol·dm-3 NaOH等体积混合，其pH值为 (K a(HAc) = 1.76 ? 10-5)………………………………………………………………………（） (A) 5.27 (B) 8.73 (C) 6.73 (D) 10.49 9. 用0.20 mol·dm-3 HAc和0.20 mol·dm-3 NaAc溶液直接混合(不加水)，配制1.0 dm3 pH = 5.00的缓冲溶液，需取0.20 mol·dm-3 HAc溶液为…………………………………（）(p K a(HAc) = 4.75) (A) 6.4 ? 102 cm3(B) 6.5 ? 102 cm3 (C) 3.5 ? 102 cm3(D) 3.6 ? 102 cm3 缓冲溶液 难题解析 [TOP] 例4-1 计算pH=5.00，总浓度为0.20 mol·L -1的C 2H 5COOH(丙酸,用HPr 表示)- C 2H 5COONa 缓冲溶液中，C 2H 5COOH 和C 2H 5COONa 的物质的量浓度。若向1 L 该缓冲溶液中加入0.010 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，C 2H 5COOH 浓度增加, C 2H 5COONa 浓度减小。 解 ⑴ 查表4-1，C 2H 5COOH 的p K a = 4.87，设c (HPr) = x mol·L -1。则c (NaPr) =（0.20-x ）mol·L -1 pH ＝p K a +lg Pr) (H )Pr (-c c =4.87+lg 1-1L mol L mol )20.0(??--x x =5.00 解得 x = 0.085 即c (HPr) = 0.085 mol·L -1 c (NaPr) = (0.20 - 0.085) mol·L -1 = 0.12 mol·L -1 ⑵ 加入0.050 mol HCl 后： pH ＝p K a +lg ) HPr ()Pr (-n n =4.87+lg 0.010)mol (0.0850.010)mol (0.12+-=4.91 例4-2 柠檬酸（缩写H 3Cit ）常用于配制供培养细菌的缓冲溶液。现有500 mL 的0.200 mol·L -1柠檬酸溶液，要配制pH 为5.00的缓冲溶液，需加入0.400 mol·L -1的NaOH 溶液多少毫升？ 分析 配制pH 为5.00的缓冲溶液，应选NaH 2Cit-Na 2HCit 缓冲系， NaOH 先与H 3Cit 完全反应生成NaH 2Cit ，再与NaH 2Cit 部分反应生成Na 2HCit 。 解 查表4-1,柠檬酸的p Ka 2= 4.77，设H 3Cit 全部转化为NaH 2Cit 需NaOH 溶液V 1 mL ⑴ H 3Cit(aq) + NaOH(aq)NaH 2Cit(aq) + H 2O(l) 0.400 mol·L -1 × V 1 mL = 0.200 mol·L -1 × 500 mL V 1 = 250 即将H 3Cit 完全中和生成NaH 2Cit ，需0.400 mol·L -1NaOH 溶液250 mL ，生成NaH 2Cit 0.200 mol·L -1 ×500 mL=100 mmol 设NaH 2Cit 部分转化为Na 2HCit 需NaOH 溶液V 2 mL ， ⑵ NaH 2Cit(aq) + NaOH(aq) Na 2Hcit(aq) + H 2O(l) 陕西中医学院《医用化学》课程设计（首页） 课程名称：医用化学任课教师：职称： 所在系部：医学技术系教研室：化学教研室 授课对象：医学影像授课时间： 课程类型：必修基础课 授课章节：第四章缓冲溶液 基本教材：魏祖期主编《基础化学》第八版, 人民卫生出版社，2013年3月。 自学资源： 1、《无机化学》许善锦主编，人民卫生出版社. 2、《基础化学》第五版.魏祖期主编，人民卫生出版社. 3、《基础化学》徐春祥主编，高等教育出版社. 4、《现代化学基础》朱裕贞主编，化学工业出版社. 5、《现代化学基础》胡忠鲠主编，高等教育出版社. 教学目标： （一）知识目标： 1. 掌握缓冲溶液的概念、组成和作用机制；影响缓冲溶液pH的因素、Henderson-Hasselbalch方程式及应用；缓冲容量的概念、影响因素及有关计算。 2. 熟悉缓冲溶液的配制原则、方法和步骤；血液中的主要缓冲系及其在稳定血液pH过程中的作用。 3. 了解医学上常用的缓冲溶液的配方和标准缓冲溶液的组成。 （二）能力目标： 通过本章节的学习，使学生初步掌握缓冲溶液的组成、缓冲溶液的缓冲机理、缓冲溶液的配制方法、缓冲溶液PH值的计算、缓冲范围、影响缓冲容量的因素以及缓冲溶液在医学上的应用等等，培养学生独立的分析问题和解决问题能力。 （三）情感目标 通过缓冲溶液的学习， 学生特点分析： 本课程针对临床专业大一学生开设，学生在中学阶段选修课程部分内容不讲解，知识结构不系统，在讲解时要精讲，并结合临床专业的实例，调动学生的积极性，培养他们学习化学课程的兴趣。 教学重点： 1.缓冲溶液的概念、组成和缓冲作用的机理；影响缓冲溶液pH的因素及缓冲溶液pH的计算；缓冲溶液的配制原则、方法和步骤；缓冲容量的概念及缓冲容量的有关计算。 教学难点： 1.缓冲容量的概念及缓冲容量的有关计算。 2.缓冲对的选择。 解决方法和处理措施： 1. 通过实验教学设置相关的实验内容，让学生首先了解缓冲容量的概念和影响缓冲容量的因素，然后通过结合实验结果讲述这些因素对缓冲容量的影响情况，并且引出如何计算缓冲容量。 2. 通过医学上的实例说明所选择的缓冲对，然后通过计算得出缓冲溶液的PH值，再说明决定缓冲溶液PH值的因素，进而指出如何选择缓冲对。 教学内容与教学活动： 本章内容知识点多，过程中可以采用多种教学活动，比如人体中的重要缓冲系、人体如何通过呼吸调节自身PH值基本恒定不变，小孩为什么消化能力比成人差等等，均可以采用设问，然后通过平衡的移动等来进行解释。增强学生通过化学原理来解释一些现实问题的能力，培养他们解决问题的能力。 教学媒体的选择和使用方法： 缓冲溶液参考习题及 解析 《缓冲溶液》作业解析参考 1. 下列各组混合溶液中，不具有缓冲作用的是： A. 100 mL 0.10 mol·L -1 KH 2PO 4溶液和50 mL 0.10mol·L -1 NaOH 溶液 B. 100 mL 0.10 mol·L -1 HAc 溶液和50 mL 0.10mol·L -1 NaOH 溶液 C. 100 mL 0.10 mol·L -1 NaH 2PO 4溶液和50 mL 0.20mol·L -1 NaOH 溶液 D. 100 mL 0.10 mol·L -1 KH 2PO 4溶液和50 mL 0.10mol·L -1 HCl 溶液 【C 】A 是0.010 mol KH 2PO 4和 0.0050 mol NaOH 混合，反应完全后，溶液中含有等量的H 2PO 4- 和HPO 42-，是缓冲溶液；B 是0.010 mol HAc 和 0.0050 mol NaOH 混合，反应完全后，溶液中含有等量的HAc 和Ac -，是缓冲溶液；D 是0.010 mol KH 2PO 4和 0.0050 mol HCl 混合，反应完全后，溶液中含有等量的H 2PO 4- 和H 3PO 4，是缓冲溶液；C 是0.010 mol KH 2PO 4和 0.010 mol NaOH 混合，反应完全后，溶液中只含有HPO 42-，因此不是缓冲溶液； 2. 下列关于缓冲溶液的叙述中，错误的是 A. 温度一定时，影响缓冲溶液pH 值的主要因素为p K a 和缓冲比 B. 缓冲溶液的有效缓冲范围为p K a ± 1 C. 缓冲溶液缓冲比一定时，总浓度越大，则其缓冲容量越大 D. 缓冲溶液加水稀释后，pH 值基本不变，缓冲容量也不变 【D 】根据亨-哈方程式a [B ]pH p lg [HB] K -=+可知，温度一定时，缓冲比改变，溶液的pH 值会发生变化，此外，当组成缓冲系的共轭酸碱对不同时，弱酸的p K a 也不相同，那么溶液的pH 值也不相同，所以A 选项的说法是正确的。缓冲溶液.
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