4缓冲溶液的配制与pH值的测定
酸碱反应与缓冲溶液实验报告
酸碱反应与缓冲溶液实验报告一、实验目的1、加深对酸碱反应本质的理解，掌握酸碱中和反应的基本原理。
2、学习使用 pH 计测量溶液的 pH 值，掌握 pH 计的操作方法。
3、了解缓冲溶液的性质和作用，掌握缓冲溶液的配制方法。
4、通过实验数据的处理和分析，培养科学研究的能力和严谨的科学态度。
二、实验原理1、酸碱反应酸碱反应的本质是质子（H⁺）的转移。
在水溶液中，酸给出质子成为共轭碱，碱接受质子成为共轭酸。
例如，盐酸（HCl）与氢氧化钠（NaOH）的反应：HCl ＋NaOH → NaCl ＋ H₂O，盐酸给出质子（H⁺）与氢氧化钠中的氢氧根离子（OH⁻）结合生成水，剩余的钠离子（Na⁺）和氯离子（Cl⁻）形成氯化钠（NaCl）。
2、酸碱中和滴定酸碱中和滴定是利用酸碱之间的定量反应来测定酸或碱溶液浓度的方法。
通常使用一种已知浓度的标准溶液（称为滴定剂）来滴定未知浓度的溶液（称为待测液），通过测量滴定过程中溶液 pH 的变化，确定滴定终点，从而计算出待测液的浓度。
3、 pH 计pH 计是用于测量溶液 pH 值的仪器。
它基于能斯特方程，通过测量电极系统的电位差来确定溶液的 pH 值。
4、缓冲溶液缓冲溶液是一种能够抵抗少量强酸、强碱或稀释的影响，保持溶液pH 值相对稳定的溶液。
缓冲溶液通常由弱酸及其共轭碱或弱碱及其共轭酸组成。
例如，醋酸（CH₃COOH）和醋酸钠（CH₃COONa）组成的缓冲溶液，当加入少量强酸时，醋酸钠与酸反应，消耗氢离子；当加入少量强碱时，醋酸与碱反应，消耗氢氧根离子，从而保持溶液 pH 值相对稳定。
三、实验仪器与试剂1、仪器pH 计、酸式滴定管、碱式滴定管、移液管、容量瓶、锥形瓶、烧杯、玻璃棒等。
2、试剂01000 mol/L 盐酸标准溶液、01000 mol/L 氢氧化钠标准溶液、未知浓度的醋酸溶液、酚酞指示剂、甲基橙指示剂、醋酸钠固体等。
四、实验步骤1、酸碱中和滴定（1）用移液管准确移取2500 mL 未知浓度的醋酸溶液于锥形瓶中，加入 2 滴酚酞指示剂。
缓冲溶液的配制及ph值的测定
缓冲溶液的基本概念
缓冲溶液是一种能够抵抗外来 少量强酸或强碱的加入，或者 抵抗稀释时pH值变化的溶液
。
缓冲溶液通常由弱酸及其盐 、弱碱及其盐或多元弱酸（
碱）的酸式盐组成。
缓冲溶液的pH值主要取决于 其共轭酸（碱）的Ka（KB）
清洗和整理
实验结束后，清洗并整理实验器材，确保 清洁无残留。
实验注意事项
试剂纯度
确保所使用的试剂纯度符合实验要求，以 减小误差。
温度影响
注意温度对缓冲溶液和pH计的影响，尽 量在恒温条件下进行实验。
仪器校准
实验前确保pH计已经校准，以保证测量 的准确性。
避免污染
避免缓冲溶液和其他试剂被污染，特别是 在取样和测量过程中。
pH值的测方法
总结词
pH值的测定方法包括酸度计法、试纸 法、滴定法等。
详细描述
酸度计法是一种常用的测定pH值的方法，通过电 位法测量溶液的pH值。试纸法是将溶液滴在专门 的pH试纸上来测定pH值，操作简便但精度较低。 滴定法是通过滴加已知浓度的酸或碱来测定未知溶 液的pH值，需要较高的实验技能和操作技巧。
04
实验操作与注意事项
实验操作流程
准备试剂和器材
根据实验需求，准备所需试剂和器材，如 磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、氯化钠、pH计
等。
pH值测定
使用pH计，将缓冲溶液倒入样品杯中，等 待pH计读数稳定后记录pH值。
配制缓冲溶液
按照所需的浓度和体积，计算所需的磷酸 氢二钠和磷酸二氢钠的量，将它们混合并 溶解于水中。
值和缓冲盐的浓度。
02
缓冲溶液的配制
PH计校准及缓冲液配置
标准缓冲溶液(均用pH标准缓冲物质配制)1.1 苯二甲酸氢钾标准缓冲溶液：c(KHC8H4O4)=0.05 mol/L(25℃时，pH=4.003)。
苯二甲酸氢钾的pH标准缓冲物质，有小塑料袋和瓶装两种，配制方法如下：a)袋装配制法：在250 mL(或500 mL)量瓶中(根据袋中标准缓冲物质量，选择量瓶大小)，按袋上的说明配制成所需的浓度。
保存于聚乙烯瓶中。
b)瓶装配制法：称取5.10 g苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4预先在115℃±5℃，烘2～3 h，于干燥器中冷却)，溶于水并稀释至500 mL，混匀。
保存于聚乙烯瓶中。
1.2 0.025 mol/L磷酸二氢钾(KH2PO4)和0.025 mol/L磷酸氢二钠(Na2HPO4)混合标准缓冲溶液(25℃时，pH=6.864)：磷酸二氢钾和磷酸氢二钠的pH标准缓冲物质，有小塑料袋装(混合磷酸盐)和瓶装(两种pH 标准缓冲物质分别包装)两种。
配制方法如下：a)袋装配制法：在量瓶(根据袋上说明确定量瓶大小)中按袋上说明配制成所需浓度后，保存于聚乙烯瓶中。
b)瓶装配制法：迅速称取3.40 g磷酸二氢钾(KH2PO4)和3.55 g磷酸氢二钠(Na2HPO4)(均预先在115±5℃烘2～3 h，于干燥器中冷却)溶于蒸馏水，转入1 000 mL量瓶中，加水至标线，混匀。
1.3 0.008 695 mol/L磷酸二氢钾(KH2PO4)和0.030 43 mol/L磷酸氢二钠(Na2HPO4)标准混合缓冲溶液(25℃时，pH=7.413)：磷酸二氢钾和磷酸氢二钠两种pH标准缓冲物质分别用瓶包装，配制方法如下：迅速称取1.18 g磷酸二氢钾和4.31 g磷酸氢二钠(均预先在115℃±5℃烘2～3 h，于干燥器中冷却)，溶于水，全量移入1 000 mL量瓶中，加水至标线，混匀。
保存于聚乙烯瓶中。
1.4 硼砂标准缓中溶液：c(Na2B4O7·10H2O)=0.010 mol/L(25℃时，pHs=9.182)。
常见缓冲溶液配制方法
常见缓冲溶液配制方法缓冲溶液是一种能够维持溶液酸碱性质相对稳定的溶液。
常见的缓冲溶液配制方法主要包括四种：酸碱对配制、酸碱配制、水解配制和氧化还原配制。
下面将详细介绍这四种配制方法以及常用的缓冲体系。
一、酸碱对配制酸碱对配制是以两种酸碱的共存为基础实现的。
常用的酸碱对包括：醋酸与醋酸钠对、琼脂酸与琼脂酸钠对、乙酸与乙酸-乙酸钠对等。
以醋酸和醋酸钠为例：1.根据所需的pH值，计算所需的酸碱物质的摩尔量比例，使用化学计算方法可以得到这个比例。
2.首先，在一定体积（如100mL）的蒸馏水中加入醋酸的量，根据计算结果。
3.然后，在同样的蒸馏水中加入醋酸钠的量，根据计算结果。
在加入醋酸钠之前，需要校对酸碱物质的总体积是否是所需的目标体积，如果不是，可以再加入适量的蒸馏水进行调整。
4.经过充分搅拌混合后，缓冲溶液就制备好了。
最后，根据需求进行PH值校准。
二、酸碱配制酸碱配制是指利用单一酸或碱的酸碱性质与反应物种数之间的关系，通过精确配比计算得出所需的缓冲体系，使溶液能够保持所需的酸碱性质稳定。
常见的酸碱配制方法有：乙酸钠-盐酸、蒸馏水盐酸-碳酸钠等。
以乙酸钠-盐酸为例：1. 根据所需的pH值，计算所需的酸碱物质的摩尔量比例。
根据缓冲溶液配制公式 pKa=pH-log([A-]/[HA])，可以反推得到[HA]/[A-]的比例，其中[A-]代表酸根离子的浓度，[HA]代表不电离酸的浓度。
2.根据计算结果和所需体积，将乙酸钠溶液添加到蒸馏水中，同时滴加适量的盐酸溶液以调整pH值。
3.增加或减少乙酸钠和盐酸的量，直到所需的pH值达到要求。
三、水解配制水解是指酸碱反应中一种物质在水中发生分解产生酸和碱的反应。
通过精确配比计算得出所需的缓冲体系，既可以保持所需的酸碱性质稳定，又可以实现水解反应的产物稳定。
常见的水解配制方法有：磷酸盐缓冲液、硼酸缓冲液、胸腺嘧啶缓冲液等。
以硼酸缓冲液为例：1.将一定体积（如100mL）的蒸馏水倒入容器中。
ph4.01标准缓冲液的配制
在化学实验中，pH值是一个非常重要的参数，它可以反映溶液的酸碱性。
而在进行酸碱试剂的配制和实验过程中，我们经常会用到缓冲液，用来维持溶液的酸碱度。
ph4.01标准缓冲液就是其中一种常用的缓冲液之一。
那么，ph4.01标准缓冲液的配制是怎样的呢？接下来，我们将从深度和广度两个方面来对ph4.01标准缓冲液的配制进行全面评估和探讨。
一、深度探讨1. 相关概念的介绍我们需要了解什么是ph4.01标准缓冲液。
ph4.01标准缓冲液是一种用于校准酸碱度计的标准溶液，其pH值被准确地设定为4.01。
这种缓冲液在酸碱实验中具有重要的应用价值。
2. 缓冲液的配制原理在深入探讨ph4.01标准缓冲液的配制之前，我们需要了解缓冲液的配制原理。
缓冲液的配制是通过选择适当的酸和盐（或碱）以及确定它们的摩尔比来实现的。
在配制ph4.01标准缓冲液时，我们需要选择合适的酸和碱来控制溶液的pH值。
3. ph4.01标准缓冲液的配制方法接下来，让我们详细介绍ph4.01标准缓冲液的配制方法。
我们需要准备一定量的特定酸和盐，按照一定的摩尔比进行混合并加入适量的溶剂，然后进行搅拌和调节pH值，最终得到所需的标准缓冲液。
4. 实验注意事项和应用范围我们需要总结ph4.01标准缓冲液配制过程中需要注意的事项和该缓冲液的应用范围。
这些内容对于我们在实际操作中避免错误并且更好地应用缓冲液具有重要意义。
二、广度探讨在广度方面，我们还可以从ph4.01标准缓冲液的配制过程中可能遇到的问题、缓冲液保存方法和其他相关缓冲液的比较等方面展开讨论，以达到对这一主题全面理解的目的。
ph4.01标准缓冲液的配制是一个涉及化学知识和实验操作的复杂过程，需要我们全面深入地掌握和理解。
只有通过对该主题的深度和广度全面探讨，我们才能更好地掌握ph4.01标准缓冲液的配制方法和实验应用，从而更好地开展化学实验工作。
在我看来，ph4.01标准缓冲液作为酸碱度计的校准标准溶液，在化学实验中具有非常重要的作用。
缓冲溶液的配制及pH值的测定
实验2 缓冲溶液的配制与pH 值的测定一、实验目的1、理解缓冲溶液的定义及其特点。
2、理解缓冲溶液的缓冲原理。
3、掌握溶液的粗略配制方法和缓冲溶液的配制方法。
3、学习pH 计的使用方法。
二、实验原理在共轭酸碱对组成的混合溶液中加入少量强酸或强碱，溶液的pH 值基本上无变化，这种具有保持溶液pH 值相对稳定性能的溶液称为缓冲溶液。
缓冲溶液的特点是在适度范围内既能抗酸、又能抗碱，抵抗适度稀释或浓缩。
常见的缓冲体系有：HAc-NaAc 、NH 3-NH 4Cl 、Na 2B 4O 7·10H 2O-Na 2CO 3、KH 2PO 4- Na 2HPO 4等。
对于弱酸HB及其共轭碱B -组成的缓冲溶液：b ac c HB pKa pH B c HB c HB pKa pH B c HB c Ka H c B O H O H HB lg )()()(lg)()()()(32-=-==+⇔+--+-+θθθ对于弱碱B 及其共轭酸BH +组成的缓冲溶液：一般配制缓冲溶液时，常使c b =c a ，此时缓冲容量最大，缓冲能力最强。
三、实验用品1、仪器PB-10酸度计、电子天平（常数双杰JJ600）2、器材5mL 量筒（1个）、10mL 量筒（1个）、50mL 烧杯（10个）、标签纸、玻璃棒（1根）3、试剂浓氨水（28%）、NH 4Cl （s ）、冰醋酸（99%）、NaAc （s ）、KCl （3mol·L -1）标准缓冲溶液（pH6.86；pH4.01）四、实验内容1、溶液的粗略配制（1）0.1mol·L -1NH 4Cl 溶液的配制用精度为0.01g 的电子天平称取0.27g 固体NH 4Cl ，倒入50mL 带有刻度的洁净烧杯中，加入少量去离子水搅拌使其完全溶解后，用去离子水稀释至刻度，贴上标签，备用。
ab bc c pK pOH lg -=θ（2）0.1mol·L-1氨水溶液的配制用5mL量筒量取0.38mL浓氨水（28%），倒入50mL带有刻度的洁净烧杯中，加入少量去离子水搅拌使其完全溶解后，用去离子水稀释至刻度，贴上标签，备用。
无机化学 实验三 pH计(酸度计)的使用、缓冲溶液的配制及性质
实验三酸度计的使用及缓冲溶液的配制和性质检测
一. 实验目的
1．学习酸度计的使用方法
2. 学习缓冲溶液的配制并试验其缓冲作用
2
二. 实验原理
酸度计采用电势比较法进行溶液酸度测定。
测定时将两支电极（指示、参比）与被测溶液组成化学电池，根据电池电动势与溶液中H+活度的关系进行测量。
指示电极为pH玻璃电极，其头部球泡由敏感薄膜制成，仅对H+敏感；参比电极在测量过程中其电势基本保持不变，常用甘汞电极。
也可采用复合电极，即将pH玻璃电极和Ag-AgCl参比电极复合在一起。
3
弱酸和其共轭碱的水溶液，或弱碱和其共轭酸的水溶液，能抵抗外来少量酸、碱或稀释的影响而使其pH值保持稳定，具有这种缓冲作用的溶液——缓冲溶液
弱酸及其共轭碱组成的缓冲溶液：
pH = pKa + lg {[共轭碱]/[弱酸]}
弱碱及其共轭酸组成的缓冲溶液：
pH =p -pKb + lg {[碱]/[共轭酸]}
K
W
5
三. 实验内容
1 酸度计的标定
2 缓冲溶液的配制及其pH 值的测定
3 试验缓冲溶液的缓冲作用
W K HAc: pKa=4.76
NH 3H 2O: pKb=4.75
p =14
五. 思考题
用酸度计测量溶液pH值的操作要点？
8
考核
酸度计的校正及溶液pH测定。
pH计校准方法和标准缓冲液配置
pH计校准方法和标准缓冲液配置本文分享pH计校准所需工具、标准缓冲液配置方法，以及pH计校准方法、步骤及开展pH计校准工作的注意事项。
掌握这些pH计校准技能，对仪表人用好酸度计实惠多多。
pH计的应定期检定校准，使精密度和准确度符合要求。
怎么校准，或者说是怎样校正酸度计。
以下是昌晖仪表制造有限公司整理出来的资料。
有直接用配置好的标准缓冲液校准，有的需要自己配置标准缓冲液再校准，下面就看看这两种不同的前提，相同的校准方法步骤，供需要的朋友参考。
pH计校准所需工具/原料标准缓冲液(应选择与供试液pH值接近的标准缓冲液)，目前标准溶液有7种，在我国一般使用以下3种溶液:(pH值在25时)①邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4)4.003pH；0.05M②混合磷酸盐(Na2HPO4)：磷酸二氢钾和磷酸氢二钠混合盐溶液6.864 pH；0.025M③硼砂(Na2B4O7·10H2O)9.182 pH：0.01M这三种标准缓冲液的配置方法如下：①pH4，邻苯二甲酸氢钾标准缓冲液精密称取在115±5干燥2-3小时的邻苯二甲酸氢钾[KHC8H4O4]10.12g，加水使溶解并稀释至1000ml。
②pH7，磷酸盐标准缓冲液(pH7.4)精密称取在115±5干燥2-3小时的无水磷酸氢二钠4.303g与磷酸二氢钾1.179g，加水使溶解并稀释至1000ml。
另补充：磷酸盐标准缓冲液(pH6.8)精密称取在115±5干燥2-3小时的无水磷酸氢二钠3.533g与磷酸二氢钾3.387g，加水使溶解并稀释至1000ml。
③pH9，硼砂标准缓冲液精密称取硼砂[Na2B4O7·10H2O]3.80g(注意：避免风化)，加水使溶解并稀释至1000ml，置聚乙烯塑料瓶中，密塞，避免与空气中二氧化碳接触。
pH计校准步骤/方法1、实验室使用的pH计校准方法①常用的实验室PH计仪器校正时，要把仪器的斜率调到最大，并拨开电极上部的橡胶塞，使小孔露出，否则在进行校正时，会产生负压，泞致溶液不能正常进行离子交换，会使测量数据不准确。
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实验三缓冲溶液的配制与pH值的测定
1．实验目的
（1）掌握缓冲溶液的配制原理和方法；
（2）熟悉有关缓冲溶液配制的计算公式；
（3）了解缓冲溶液的有关性质；
（4）学习用pH计测定溶液的pH值；
2．实验原理
在一定程度上能抵抗外加少量酸、碱或稀释，而保持溶液pH值基本不变的作用称为缓冲作用。
具有缓冲作用的溶液称为缓冲溶液。
缓冲溶液一般是由共轭酸碱对组成的，例如弱酸及其盐，或弱碱及其盐，以及多元弱酸的酸式盐及其次级盐。
如果缓冲溶液由弱酸及其盐(例如HAc-NaAc)组成，则
HAc ⇌+ + Ac-
当加入少量酸时，平衡左移，氢离子浓度几乎不变；同样，当加入少量碱时，平衡右移，氢离子浓度也几乎不变。
在缓冲溶液中，氢离子浓度与pH值的计算公式可表示为：
[H+]≈K a⨯c酸/c盐
pH=p K a-lg c酸/c盐
可以看出，溶液稀释时，质子酸及其盐的浓度等同地变小，其比值不变，氢离子浓度也不变。
因此，由于缓冲溶液中具有抗酸成分和抗碱成分，所以加入少量强酸或强碱，或被稀释时，其溶液的pH值基本上是不变的。
缓冲容量是衡量缓冲溶液缓冲能力大小的尺度。
缓冲容量的大小与缓冲组分浓度和缓冲组分的比值有关。
缓冲组分浓度越大，缓冲容量越大；缓冲组分比值为1:1时，缓冲容量最大。
使用缓冲溶液时，常选用质子酸的pK a与所配pH值接近的缓冲体系，质子酸及其盐的总浓度在0.01~0.1 mol·L-1，质子酸及其盐的浓度比值在0.1~10范围。
在实际工作中，常常需要配制一定pH值的缓冲溶液。
3．实验仪器与试剂
Delta-320pH计，试管，量筒（100 mL，10mL），烧杯（100 mL，500 mL），吸量管（10 mL）等。
HAc（0.1 mol·L-1，1 mol·L-1），NaAc（0.1 mol·L-1，1 mol·L-1），NaH2PO4（0.1 mol·L-1），Na2HPO4（0.1 mol·L-1），NH3·H2O（0.1 mol·L-1），NH4Cl（0.1 mol·L-1），HCl（0.1 mol·L-1），NaOH（0.1 mol·L-1，1 mol·L-1），pH=4的HCl，pH=10的NaOH，pH=4.00标准缓冲溶液，pH=6.86标准缓冲溶液, pH=9.18标准缓冲溶液，甲基红溶液，广泛pH试纸，精密pH试纸，吸水纸等。
4．实验步骤
（1）缓冲溶液的配制与pH值的测定
按照表3.3-1，通过计算配制三种不同pH值的缓冲溶液。
然后用精密pH试纸和pH计分别测定它们的pH值。
比较理论计算值与两种测定方法实验值是否相符(溶液留作后面实验用)。
（2）缓冲溶液的性质
①取3支试管，依次加入蒸馏水，pH=4的HCl溶液，pH=10的NaOH溶液各3 mL，
用pH试纸测其pH值。
然后向各管加入5滴0.1 mol·L-1 HCl，再测其pH值。
用相同的方法，试验5滴0.1 mol·L-1 NaOH对上述三种溶液pH值的影响。
将结果记录在表1.3-1中。
②取3支试管，依次加入自己配制的pH=4.0、pH=7.0、pH=10.0的缓冲溶液各3 mL。
然后向各管加入5滴0.1 mol·L-1 HCl，测其pH值。
用相同的方法，试验5滴0.1mol·L-1 NaOH 对上述三种缓冲溶液pH值的影响。
将实验结果记录在表3.3-1中。
表3.3-1 缓冲溶液的配置与pH值的测定
③取4支试管，依次加入pH=4.0的缓冲溶液，pH=4的HCl溶液，pH=10.0的缓冲溶液，pH=10的NaOH溶液各l mL，用精密pH试纸测定各管中溶液的pH值。
然后向各管中加10 mL水，混匀后再用精密pH试纸测其pH值，考查稀释对上述四种溶液pH值的影响。
将实验结果记录于表3.3-2中。
通过以上实验结果，说明缓冲溶液的什么性质?
表3.3-2 缓冲溶液的性质
（3）缓冲溶液的缓冲能力
①缓冲容量与缓冲组分浓度的关系
取两支大试管，在一管中加入0.1 mol·L-1 HAC和0.1 mol·L-1 NaAc各3 mL，另一管中加入1 mol·L-1 HAc和1 mol·L-1 NaAc各3 mL，混匀后测定两管内溶液的pH值(是否相同)?在两管中分别滴人2滴甲基红指示剂，溶液呈何色?(甲基红在pH＜4.2时呈红色，pH＞6.3时呈黄色＝。
然后在两管中分别逐滴加入l mol·L-1 NaOH溶液(每加入1滴NaOH均需摇匀)，直至溶液的颜色变成黄色。
记录各管所滴人NaOH的滴数，说明哪一管中缓冲溶液的缓冲容量大。
②缓冲容量与缓冲组分比值的关系
取两支大试管，用吸量管在一管中加人0.1 mol·L-1 NaH2PO4和Na2HPO4各10 mL，另一管中加入2 mL 0.1 mol·L-1 NaH2PO4和18 mL 0.1 mol·L-1 Na2HPO4，混匀后用精密pH试纸分别测量两管中溶液的pH值。
然后在每管中各加入1.8 mL 0.1 mol·L-1 NaOH，混匀后再用精密pH试纸分别测量两管中溶液的pH值。
说明哪一管中缓冲溶液的缓冲容量大。
5．思考题
（1）在NH3·H2O-NH4Cl溶液中加入少量的强酸或强碱，为什么溶液的pH值基本上保持不变？
（2）根据你实验的结果，欲配制一定体积pH=3.20的缓冲溶液，选择下列三对缓冲对中的那一对为最佳？HCOOH-HCOONa、HAc-NaAc、NaH2PO4-H3PO4。
(假定每种溶液的浓度均为0.1mol·L-1.)
（3）硼砂(Na2B4O5(OH)4 ·8H2O)溶液是否具有缓冲作用，为什么?
(李志强编)。