缓冲溶液 PPT课件
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缓冲溶液专题教育课件
pH 4.75 lg 0.045 4.75 0.26 5.01 0.025
缓冲溶液旳pH值由原来旳5.15降至5.01
②加入NaOH后缓冲溶液旳pH值： 加入NaOH后，溶液中Ac-旳量增多，HAc旳量降低，所以
[HAc] =(0.020-0.0050)/1.0=0.015(mol·L-1) [NaAc]=(0.050+0.0050)/1.0=0.055(mol·L-1) 代入式得
查表知HPO42-旳pKa3 = 12.66，
反应后：
nHPO24- 0.10×300 - 0.10×100 0.02(mol)
nPO34- = 0.10×100 = 0.01(mol)
代入公式得
pH 12.66 lg 0.01 12.66 - 0.30 12.36 0.02
此时混合溶液旳pH值为12.36。
溶液旳pH值是多少？ （3）加入100ml水后，溶液旳pH值是多少？
（已知HAc pKa=4.75）
解 ： （ 1 ） 缓 冲 溶 液 旳 pH 值 ： 因 为 1L 溶 液 含 0.020mol HAc 和0.050mol NaAc，所以缓冲 溶液中[HAc]和[NaAc]分别为 [HAc]=0.020mol·L-1 [NaAc]=0.050mol·L-1
则
[B-]=c(NaB)+c’(HB)
nB
[共轭碱] CB V nB [共轭酸] CHB nHB nHB
V
[HB]=c(HB)-c’(HB)
缓冲公式又可表达为
pH pKa lg nB
(4-2)
n HB
pH
pKa
lg [B ] [HB]
pKa
lg
[共轭碱] [共轭酸]
缓冲溶液旳pH值由原来旳5.15降至5.01
②加入NaOH后缓冲溶液旳pH值： 加入NaOH后，溶液中Ac-旳量增多，HAc旳量降低，所以
[HAc] =(0.020-0.0050)/1.0=0.015(mol·L-1) [NaAc]=(0.050+0.0050)/1.0=0.055(mol·L-1) 代入式得
查表知HPO42-旳pKa3 = 12.66，
反应后：
nHPO24- 0.10×300 - 0.10×100 0.02(mol)
nPO34- = 0.10×100 = 0.01(mol)
代入公式得
pH 12.66 lg 0.01 12.66 - 0.30 12.36 0.02
此时混合溶液旳pH值为12.36。
溶液旳pH值是多少？ （3）加入100ml水后，溶液旳pH值是多少？
（已知HAc pKa=4.75）
解 ： （ 1 ） 缓 冲 溶 液 旳 pH 值 ： 因 为 1L 溶 液 含 0.020mol HAc 和0.050mol NaAc，所以缓冲 溶液中[HAc]和[NaAc]分别为 [HAc]=0.020mol·L-1 [NaAc]=0.050mol·L-1
则
[B-]=c(NaB)+c’(HB)
nB
[共轭碱] CB V nB [共轭酸] CHB nHB nHB
V
[HB]=c(HB)-c’(HB)
缓冲公式又可表达为
pH pKa lg nB
(4-2)
n HB
pH
pKa
lg [B ] [HB]
pKa
lg
[共轭碱] [共轭酸]
缓冲溶液课件
[B ] lg 或 pH pK a [HB]
-
亨德森方程的意义
[B ] pH pK a lg [HB]
pH值取决于共轭酸的pKa值与缓冲比 当缓冲比等于1时，pH=pKa 具有有限的抗酸、抗碱及抗稀释作用 由亨德森方程可推出：
nB pH pK a lg nHB
例1、 0.60L缓冲溶液中含有0.35mol HOAc 和0.25molNaOAc，计算溶液的pH值。
△pH=0.09
§3.3 缓冲容量
衡量缓冲溶液缓冲能力的尺度。 使单位体积的缓冲溶液的pH值改变1个单位 时，所需加入一元强酸或一元强碱的物质的 量。符号β。 n β pH
[HB][B ] β 2.303 c
（c=[HB]+[B-]）
影响缓冲容量的因素
[HB][B ] β 2.303 c
4 3 2
加碱前：0.3×0.2 加碱后：0.06-0.005
0.2×0.2 mol 0.04+0.005 mol
nb 0.04 pH1 pK a lg 9.26 lg 9.08 na 0.06 nb 0.045 pH 2 pK a lg 9.26 lg 9.17 na 0.055
例2、配制pH=5.10缓冲溶液100mL，需要 0.10 mol· L-1HAc和0.10 mol· L-1NaAc的体积 各多少？
解： 设需 HAc 溶液的体积为 V a ， NaAc 溶液 的体积为Vb，则Va = 100 - Vb
Vb Vb pH pK a lg 4.75 lg Va 100- Vb Vb lg 0.35 100- Vb
Vb=69（mL）, Va=3l（mL）
NaHCO3 Na 2 HP O4 Na 蛋白质 血浆： ， , CO 2 (溶解） NaH2 P O4 H 蛋白质 KHCO3 K 2 HP O4 KHbO2 KHb 红细胞： ， , ， CO 2 (溶解） KH 2 P O4 HHbO2 HHb
酸碱缓冲溶液PPT课件
Ca [ H ] Ka Cb
Cb pH pK a lg Ca
例 21 计算 0.10 mol· L-1 NH 4 Cl 和 0.20mol· L-1 NH 3 缓冲溶液的 pH.
5 4
Kw 解 已知 NH 3 的 K b 1.6 10 ，NH 的 K a 5.6 10 10 ，由于 c NH 和 c NH 3 均较大， 4 Kb
故可采用（2-33）式计算，求得
pH pK a lg 9.26 lg
=9.56
c NH 3 c NH
4
0.20 0.10
例3.今由某弱酸HB及其盐配制缓冲溶液，其中HB的浓度为 0.25mol/L。于此100ml缓冲溶液中加入200mg NaOH (忽略 溶液体积的变化），所得溶液的PH为5.60。问原来所配制 的缓冲溶液的PH为多少？ HB+NaOH =NaB+H2O
→强碱控制溶液pH时， 2.3[OH ] →弱酸控制溶液pH（pH=pKa±1）时，
2.3HAA CHA
当Ca/Cb=1：1时，pKa=pH时，β有极值。
缓冲范围：pH=pKa±1。
4 缓冲容量（buffer capacity）
→某缓冲溶液因外加强酸或强碱的量为ΔC而发生 pH的变化，变化的幅度为ΔpH，β为ΔpH区间缓 冲溶液所具有的平均缓冲指数。 α=ΔC=βΔpH=（δ2A--δ1A-）CHA 其中，δ2A-和δ1A-分别为pH2和 pH1的分布系数， CHA为分析浓度。 →缓冲容量的大小与缓冲物质的总浓度以及组成此 缓冲溶液的Ca/Cb有关。总浓度愈大（一般为0。 01 ～ 1mol/L 之间）； Ca/Cb 应在 1/10～ 10/1 范围 内，浓度愈接近1：1，缓冲容量愈大。
第三章 缓冲溶液
β=
def
dna( b ) V dpH
pH的微小改变量 的微小改变量
dn和V一定，|dpH|愈小，β愈大，缓冲能力越强 和 一定 一定， 愈小， 愈大 愈大， 愈小 |dpH|和V一定，dn愈大，β愈大，缓冲能力越强 和 一定 一定， 愈大 愈大， 愈大 愈大，
缓冲容量与缓冲溶液浓度的关系
[HB] [B-] c总＝[HB]+[B-]
缓冲比
Henderson-Hasselbalch方程式 方程式
公式的几种变形
[B − ] pH = pK a + lg [HB ] [B − ] c (B - ) pH = pK a + lg = pK a + lg [HB ] c ( HB )
[B − ] n(B - ) pH = pK a + lg = pK a + lg n( HB ) [HB ]
−
思考题： 思考题：
缓冲溶液既可以用共轭酸碱对混合配制 而成， 而成，也可用在某种弱酸中加入 NaOH 或 配制而成。 在某种弱碱中加入 HCl 配制而成。 在1L 0.1 mol·L-1 的 HAc 中加入少量固 体NaOH，若溶液体积不变，问总浓度为多 ，若溶液体积不变， 随着NaOH的不断加入，该缓冲溶液的 的不断加入， 少？随着 的不断加入 总浓度将如何变化？ 总浓度将如何变化？
影响缓冲容量的因素
4.75
(1) 0.05 mol·L-1 HCl (2) 0.1mol·L-1 HAc+NaOH (3) 0.2mol·L-1 HAc+NaOH
(4) 0.05 mol·L-1KH2PO4+NaOH (5) 0.05 mol·L-1 H3BO3+NaOH (6) 0.02mol·L-1 NaOH
第4章 缓冲溶液
缓冲溶液pH的计算
例 将20 mL 0.10 mol· -1 的 H3PO4溶液与 30 mL L 0.10 mol· -1 的 NaOH溶液混合，求所得缓冲溶 L 液的pH=？( pKa1=2.16, pKa2=7.21, pKa3=12.32 )
解: 反应后 H3PO4 0 NaH2PO4 反应前 反应后 2.0 mmol 1.0 mmol + NaOH 1.0 mmol + NaOH 1.0 mmol 0
1
分子分母同乘 ([HB]+[B-])
分子分母同除[HB-]
4.3.2 缓冲比与最大缓冲容量βmax
1 2.303 c总 [B ] [HB] 1 [HB ] 1 [B ] 缓冲比等于1时， 1
2.303
lg i Azi
2
I
实际应用中，常用pH计测量缓冲溶液pH值， 然后滴加少量强酸强碱加以调节。
不同I和z时缓冲溶液的校正因数（20oC）
I 0.01 0.05 z = +1 +0.04 +0.08 z=0 -0.04 -0.08 z = -1 -0.13 -0.25 z = -2 -0.22 -0.42
第四章 缓冲溶液
Buffer Solution
本章要点
缓冲溶液的组成及作用机理
缓冲容量
缓冲溶液pH值计算
缓冲溶液的应用
4.1缓冲溶液及缓冲机制
实验现象： 向1.8×10－5mol/LHCl 溶液中(pH=4.74)中加入少 量酸或碱，pH值会发生显
著变化；
向HAc-NaAc混合液中 加入少量酸或碱，溶液的 pH值几乎不变。
无机化学 第五章 缓冲溶液
HB + H2O
H3O+ + B-
NaB
Na+ + B-
lg
[共轭碱 ] [共轭酸 ]
1. 仅适用于缓冲溶液，其他溶液不能用。
2. 首先应分清缓冲溶液中的共轭酸，然后再 确定pKa值。
3. 当引入外来H+或OH-时，缓冲溶液中共轭酸 碱的量均随之改变。同时也需注意溶液总体 积的改变。
16
例. 计算0.10 mol·L-1 NH3 20 mL和0.20 mol·L-1 NH4Cl 15 mL混合溶液的pH值。 pKb(NH3) = 4.75
用。
缓冲系buffer system（缓冲对buffer pair）： 组成缓冲溶液共轭酸碱对的两种物质
5
二、缓冲溶液的类型
缓冲溶液组成：
➢ 弱酸及其共轭碱； ➢ 弱碱及其共轭酸；
共轭酸碱对
➢ 高浓度的强酸及强碱：
无抗稀释能力，且酸碱性太强，实际很少用。
6
表. 常见的缓冲体系
7
三、缓冲溶液的组成特点
HAc + H2O
H3O + + Ac－
因NaAc的同离子效应 抑制了HAc 的解离
体系中存在大量HAc和Ac－
9
在HAc~NaAc缓冲体系中加入少量强酸时：
HAc + H2O
H3O + + Ac－
平衡移动方向
+
外来H+
平衡移动结果：外来H+被消耗。溶液pH没有明
显降低
抗酸缓冲作用
10
在HAc~NaAc缓冲体系中加入少量强碱时：
第五章 缓冲溶液
Buffer Solution
【北京大学】《基础化学》第三章 缓冲溶液--比赛课件
§3.3 缓冲容量
衡量缓冲溶液缓冲能力的尺度。
使单位体积的缓冲溶液的pH值改变1个单位
时，所需加入一元强酸或一元强碱的物质的
量。符号β。
β n pH
[HB][B ] β 2.303
c
（c=[HB]+[B-]）
北京大学
《基础化学》
影响缓冲容量的因素
β 2.303 [HB][B ] c
当缓冲比（[B-]/[HB]）一定时，缓冲溶浓的 总浓度越大，缓冲容量越大。
选择适当的缓冲系 共轭酸的pKa值约等于需控制的pH值
缓冲溶液要有足够的总浓度 c≈0.05~0.2 mol·L-1
北京大学
《基础化学》
例1、欲配制pH=9.0的缓冲溶液，应选用下 列何种弱酸或弱碱和它们的共轭碱或共轭酸 来配制。
A. NH3·H2O（Kb=1×10-5） B. HAc（Ka=1.8×10-5） C. HCOOH（Ka=1×10-4） D. HNO2（Ka=6×10-1）
△pH：-0.09
能够抵制外加少量酸、碱或稀释，而保持溶 液的pH值不发生明显改变的作用，叫缓冲作 用。具有缓冲作用的溶液叫缓冲溶液。
北京大学
《基础化学》
一、缓冲溶液的组成
抗酸成分（共轭碱） 抗碱成分（共轭酸） 缓冲系或缓冲对
三种类型： 弱酸及其对应的盐
(HAc-NaAc、H2CO3-NaHCO3) 弱碱及其对应的盐
《基础化学》
第三章 缓冲溶液
Buffer Solution
§3.1 缓冲作用 §3.2 缓冲溶液的pH值 §3.3 缓冲容量
北京大学
《基础化学》
§3.1 缓冲作用
lL 纯水
lL
pH7.0
第04章 缓冲溶液 基础化学教学课件
d na(b)
V dpH
＝2.303×[HB][B-]/c总 2.303× ]/c
= 2.303×[a/(a+b)]×[b/(a+b)]×c总 2.303×[a/(a+b)]×[b/(a+b)]× 1. 影响β的因素：c总和缓冲比（b/a）。 影响β的因素： 总和缓冲比（b/a）。 2. 由于 缓冲比影响缓冲溶液的pH值，所以缓 缓冲比影响缓冲溶液的pH值 冲容量随缓冲溶液pH值的变化而变化 值的变化而变化。 冲容量随缓冲溶液pH值的变化而变化。
第三节 缓冲容量和缓冲范围
缓冲容量与缓冲比的关系
溶液 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ V
[Ac-] mol·L-1 [HAc] mol·L-1 缓冲比 c总 mol·L-1 β mol·L-1·pH-1
0.095 0.09 0.05 0.01 0.005
0.005 0.01 0.05 0.09 0.095
19∶1 ∶ 9∶1 ∶ 1∶1 ∶ 1∶9 ∶ 1∶19 ∶
第三节 缓冲容量和缓冲范围
3. 缓冲容量与pH的关 缓冲容量与pH pH的关 系 曲线(2)和(3)表明 曲线(2)和(3)表明： 表明： 相同缓冲系，缓冲 相同缓冲系， 溶液的总浓度愈大， 溶液的总浓度愈大， 其β值愈大。 值愈大。
第三节 缓冲容量和缓冲范围
无最高点的强酸或 强碱体系也有缓冲 能力， 能力，但与典型的 缓冲溶液有区别： 缓冲溶液有区别： 典型的缓冲溶液能 抗稀释，有缓冲对， 抗稀释，有缓冲对， 具有抗酸抗碱机理。 具有抗酸抗碱机理。
第一节 缓冲溶液及缓冲机制
一、缓冲溶液及其组成
实验：样品 ， 实验：样品1，1L 0.10mol·L-1NaCl溶液 溶液 样品2，1L 含HAc和NaAc均为 样品 ， 和 均为0.10mol的溶液 的溶液 均为 操作：分别加入0.010mol强酸（HCl） 强酸（ 操作：分别加入 强酸 ） 观察现象： 值的变化 观察现象：pH值的变化 结论： 混合溶液有抵抗外来少量强酸、 结论：HAc和NaAc混合溶液有抵抗外来少量强酸、 和 混合溶液有抵抗外来少量强酸 强碱而保持pH值基本不变的能力 值基本不变的能力。 强碱而保持 值基本不变的能力。
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结论：加入NaAc (s)的 那只试管颜色变浅。
2. 现象解释 HAc
H+ + Ac ‾
平衡向左移动
NaAc → Na+ + Ac ‾
达到新平衡时，溶液中c (HAc)比原平 衡中c (HAc)大，即HAc的解离度降低了。
3. 定义
在弱电解质中，加入与 该弱电解质含有相同离 子的易溶强电解质，使 弱电解质的电离度减小 的现象。
弱碱及其弱碱强 酸盐的缓冲作用
(1) 弱酸及其弱酸强碱盐的缓冲作用
以HAc-NaAc的缓冲溶液为例：溶液中有下列反应
H2OΒιβλιοθήκη 外加NaOH → OH‾ + Na+ +
在弱酸在及其
弱酸强碱盐
HAc
H+ + Ac‾
的缓冲溶液
中，弱酸根
NaAc → Na+ + Ac‾
离子是抗酸
外加
+
HCl → Cl‾ + H+
第四节 缓冲溶液
1
同离子效应
2
盐效应
3
缓冲溶液
【学习目标】
1.掌握同离子效应的概念，熟悉其在工业上的应用； 2.了解盐效应对弱电解质解离的影响； 3.了解缓冲溶液的组成和缓冲作用的原理。
一、同离子效应
1. 演示实验
2mL0.1mol/LHAc +2滴甲基橙
2mL0.1mol/LHAc +2滴甲基橙+少量 NaAc (s)
成分，弱酸 是抗碱成分。
HAc
(2) 弱碱及其弱碱强酸盐的缓冲作用
以NH3•H2O-NH4Cl为例：溶液中有下列反应 H2O
外加
HCl → H+ + Cl‾
+
NH3•H2O
OH‾ + NH4+
NH4Cl → Cl‾ +
外加
NaOH → Na+ +
NH4+
+
OH‾
在弱碱及其 弱碱强酸盐 的缓冲溶液 中，弱碱是 抗酸成分, 弱碱强酸盐 是抗碱成分。
+ +
醋 酸
指醋 示酸 剂钠
溶 液
+HCl +NaOH +水
实验现象表明，由HAc和NaAc组成的混合 溶液，当加入少量的酸、碱或纯水时，其 pH改变很小。
1. 缓冲溶液的定义
能够保持pH相对稳定 的作用称为缓冲作用， 这种具有缓冲作用的 溶液称为缓冲溶液。
2. 缓冲溶液的缓冲作用原理 原理
弱酸及其弱酸强 碱盐的缓冲作用
p
O
H
=
p
Kb－
l
g
c c
碱 盐
二、盐效应
在弱电解质溶液中加入与弱电解质不含相同离 子的易溶强电解质，使弱电解质的离解度增大， 这种作用称为盐效应。
例如:在0.10mol·L-1 HAc溶液中加入NaCl使其浓 度为0.10mol·L-1 ，则溶液中的[H+]由1.32×10-3mol/L 增大为1.82×10-3mol·L-1 ，HAc的解离度由1.32%增 大为1.82%。
NH3•H2O
3. 缓冲溶液的选择和配制原则
1
选择合适的 缓冲对: pKa或pKb尽 量与所需pH 或pOH相等
或接近
2
配制的缓冲 溶液的总浓 度要适当: 0.05~0.5mol
/L
3
不能与反应 物或生产物
发生作用
4. 缓冲溶液的pH
酸性缓冲溶液的pH值
pH
=
pK
a－lg
C酸 C盐
同理可推碱性缓冲溶液的pOH值
三、缓冲溶液
纯水+指示剂+
1
2mol/LHCl溶液
演示实验
1
2
纯水+指示剂+2mol/LNaOH溶液
演示实验
2
1
HAc+NaAc溶 液+指示剂+ 2mol/LHCl溶 液
2
HAc+NaAc溶 液+指示剂+ 2mol/LNaOH 溶液
3
HAc+NaAc溶 液+指示剂+ 水
+
纯 水 指 示 剂
实验现象表明，纯水中加入少量的酸或碱， 其pH发生显著的变化；
2. 现象解释 HAc
H+ + Ac ‾
平衡向左移动
NaAc → Na+ + Ac ‾
达到新平衡时，溶液中c (HAc)比原平 衡中c (HAc)大，即HAc的解离度降低了。
3. 定义
在弱电解质中，加入与 该弱电解质含有相同离 子的易溶强电解质，使 弱电解质的电离度减小 的现象。
弱碱及其弱碱强 酸盐的缓冲作用
(1) 弱酸及其弱酸强碱盐的缓冲作用
以HAc-NaAc的缓冲溶液为例：溶液中有下列反应
H2OΒιβλιοθήκη 外加NaOH → OH‾ + Na+ +
在弱酸在及其
弱酸强碱盐
HAc
H+ + Ac‾
的缓冲溶液
中，弱酸根
NaAc → Na+ + Ac‾
离子是抗酸
外加
+
HCl → Cl‾ + H+
第四节 缓冲溶液
1
同离子效应
2
盐效应
3
缓冲溶液
【学习目标】
1.掌握同离子效应的概念，熟悉其在工业上的应用； 2.了解盐效应对弱电解质解离的影响； 3.了解缓冲溶液的组成和缓冲作用的原理。
一、同离子效应
1. 演示实验
2mL0.1mol/LHAc +2滴甲基橙
2mL0.1mol/LHAc +2滴甲基橙+少量 NaAc (s)
成分，弱酸 是抗碱成分。
HAc
(2) 弱碱及其弱碱强酸盐的缓冲作用
以NH3•H2O-NH4Cl为例：溶液中有下列反应 H2O
外加
HCl → H+ + Cl‾
+
NH3•H2O
OH‾ + NH4+
NH4Cl → Cl‾ +
外加
NaOH → Na+ +
NH4+
+
OH‾
在弱碱及其 弱碱强酸盐 的缓冲溶液 中，弱碱是 抗酸成分, 弱碱强酸盐 是抗碱成分。
+ +
醋 酸
指醋 示酸 剂钠
溶 液
+HCl +NaOH +水
实验现象表明，由HAc和NaAc组成的混合 溶液，当加入少量的酸、碱或纯水时，其 pH改变很小。
1. 缓冲溶液的定义
能够保持pH相对稳定 的作用称为缓冲作用， 这种具有缓冲作用的 溶液称为缓冲溶液。
2. 缓冲溶液的缓冲作用原理 原理
弱酸及其弱酸强 碱盐的缓冲作用
p
O
H
=
p
Kb－
l
g
c c
碱 盐
二、盐效应
在弱电解质溶液中加入与弱电解质不含相同离 子的易溶强电解质，使弱电解质的离解度增大， 这种作用称为盐效应。
例如:在0.10mol·L-1 HAc溶液中加入NaCl使其浓 度为0.10mol·L-1 ，则溶液中的[H+]由1.32×10-3mol/L 增大为1.82×10-3mol·L-1 ，HAc的解离度由1.32%增 大为1.82%。
NH3•H2O
3. 缓冲溶液的选择和配制原则
1
选择合适的 缓冲对: pKa或pKb尽 量与所需pH 或pOH相等
或接近
2
配制的缓冲 溶液的总浓 度要适当: 0.05~0.5mol
/L
3
不能与反应 物或生产物
发生作用
4. 缓冲溶液的pH
酸性缓冲溶液的pH值
pH
=
pK
a－lg
C酸 C盐
同理可推碱性缓冲溶液的pOH值
三、缓冲溶液
纯水+指示剂+
1
2mol/LHCl溶液
演示实验
1
2
纯水+指示剂+2mol/LNaOH溶液
演示实验
2
1
HAc+NaAc溶 液+指示剂+ 2mol/LHCl溶 液
2
HAc+NaAc溶 液+指示剂+ 2mol/LNaOH 溶液
3
HAc+NaAc溶 液+指示剂+ 水
+
纯 水 指 示 剂
实验现象表明，纯水中加入少量的酸或碱， 其pH发生显著的变化；