无机化学酸碱平衡幻灯片.ppt

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1、无机化学酸碱平衡无机化学酸碱平衡第1页，共76页，编辑于2022年，星期六6.1 酸碱质子理论酸碱质子理论复习酸碱电离理论：酸、碱的定义？复习酸碱电离理论：酸、碱的定义？6.1.1 酸碱质子理论：酸碱质子理论：定义：定义：凡是给出凡是给出质子（质子（H+）的物质是的物质是酸酸，凡是凡是接受质子接受质子的物质是的物质是碱碱。酸酸 =H+碱碱 HCl =H+Cl HAc =H+Ac H2CO3 =H+HCO3-第2页，共76页，编辑于2022年，星期六HCO3-=H+CO32-H2O =H+OH H3O+=H+H2O NH4+=H+NH3 酸、碱并非孤立，酸、碱并非孤立，酸是碱和质子的结合体酸是碱

2、和质子的结合体，这种关系称为这种关系称为酸碱的共轭关系酸碱的共轭关系。右边的碱是左边酸的右边的碱是左边酸的共轭碱共轭碱；左边的酸是右边碱的左边的酸是右边碱的共轭酸共轭酸。第3页，共76页，编辑于2022年，星期六酸、碱两者互为存在的条件，彼此通过酸、碱两者互为存在的条件，彼此通过H+（质子）（质子）联系在一起，我们把它们称为联系在一起，我们把它们称为共轭酸碱对共轭酸碱对。给出给出H+能力强的叫强酸；能力强的叫强酸；接受接受H+能力强的叫强碱。能力强的叫强碱。酸越强，其共轭碱越弱；反之，酸越弱，其共轭碱越酸越强，其共轭碱越弱；反之，酸越弱，其共轭碱越强。强。在不同介质中酸碱的强度也不同。在不同介

3、质中酸碱的强度也不同。像像H2O、HCO3-、HSO3-、H2PO4-等既能给出质子，等既能给出质子，又能接受质子的物质就是又能接受质子的物质就是两性物质两性物质。由此看出：。由此看出：在在质子理论中没有盐的概念质子理论中没有盐的概念。第4页，共76页，编辑于2022年，星期六 6.1.2 酸碱反应酸碱反应:一切包含有质子传递过程的反应一切包含有质子传递过程的反应 酸酸1 +碱碱2 =酸酸2 +碱碱1中和反应：中和反应：HCl +NaOH =H2O +NaCl HNO3+NH3 =NH4+NO3-离解反应：离解反应：HCl +H2O =H3O+Cl-HAc +H2O =H3O+Ac 水解反应：

4、水解反应：NH4+2H2O =H3O+NH3H2O Ac-+H2O =HAc +OH 复分解反应：复分解反应：HF +Ac-=HAc +F 上述反应都可以看作为上述反应都可以看作为酸碱反应酸碱反应。第5页，共76页，编辑于2022年，星期六 6.1.3 水的离解平衡水的离解平衡(水的质子自递反应水的质子自递反应)H2Or视为常数，归入常数项，得到：视为常数，归入常数项，得到：H2O+H2O =H3O+OH-H2O =H+OH-第6页，共76页，编辑于2022年，星期六 称为水的离子积常数，称为水的离子积常数，随温度的变化而变随温度的变化而变化。化。298.15K时，时，纯水中：纯水中：H+=O

5、H-=1.010-7 molL-1 温度愈高温度愈高，愈大。在任何水溶液中愈大。在任何水溶液中也有这也有这种关系：种关系：第7页，共76页，编辑于2022年，星期六 称为弱酸的离解平衡常数。称为弱酸的离解平衡常数。越大，酸性越大，酸性越强。越强。6.1.4 酸碱的强弱酸碱的强弱HAc +H2O =H3O+Ac Ac-+H2O =HAc +OH 称为弱碱的离解平衡常数。称为弱碱的离解平衡常数。越大，碱性越越大，碱性越强。强。第8页，共76页，编辑于2022年，星期六Ac-+H2O=HAc +OH-可以从酸、碱的可以从酸、碱的 和和 计算其共轭碱、计算其共轭碱、酸的酸的 和和 ；酸愈强，即酸愈强，

6、即 愈大，其共愈大，其共轭碱愈弱，轭碱愈弱，愈小。反之亦然。愈小。反之亦然。6.1.5 共轭酸碱对中共轭酸碱对中 与与 的关系的关系一元酸（碱）一元酸（碱）HAc=H+Ac-第9页，共76页，编辑于2022年，星期六对于共轭酸碱对，酸强则碱弱，酸弱则碱强。对于共轭酸碱对，酸强则碱弱，酸弱则碱强。例：例：NH3 NH4+NH3 +H2O =NH4+OH-已知已知NH3的的 为为1.7810-5，则，则NH4+的的 为：为：第10页，共76页，编辑于2022年，星期六 二元酸（碱）二元酸（碱）H2A =H+HA-HA-+H2O=H2A+OH-对于对于HA-A2-，也可推出：，也可推出：第11页，共

7、76页，编辑于2022年，星期六例：例：计算计算Na2CO3的的 和和 。解：解：Na2CO3为二元碱，其共轭酸碱对分别为为二元碱，其共轭酸碱对分别为 CO32-HCO3-HCO3-H2CO3共轭碱共轭碱 共轭酸共轭酸 共轭碱共轭碱 共轭酸共轭酸查表知查表知H2CO3:=4.310-7，=5.610-11。第12页，共76页，编辑于2022年，星期六 三元酸（碱）三元酸（碱）H3A H2A-HA2-A3-例：例：计算计算Na3PO4的的 、。解解：=/=10-14/(2.210-13)=4.510-2 =/=10-14/(6.2310-8)=1.610-7 =/=10-14/(7.5210-3

8、)=1.310-11同理可推导出：同理可推导出：=第13页，共76页，编辑于2022年，星期六6.2 酸碱平衡的移动酸碱平衡的移动 6.2.1 稀释定律稀释定律 HA =H+A-初：初：cr 0 0 平：平：cr cr cr cr当当很小时，很小时，1 1 =cr2第14页，共76页，编辑于2022年，星期六上式同样适用于弱碱的离解，只需将上式同样适用于弱碱的离解，只需将 变为变为此式为此式为稀释定律的数学表达式。稀释定律的数学表达式。（1）离解度与弱电解质的本性有关。）离解度与弱电解质的本性有关。（2）离解度与浓度的平方根成反比。）离解度与浓度的平方根成反比。（3）离解度与温度有关。）离解度

9、与温度有关。第15页，共76页，编辑于2022年，星期六1、同离子效应、同离子效应：在在弱弱电电解解质质中中加加入入与与弱弱电电解解质质具具有有相相同同离离子子的的强强电电解解质质，使使得得弱弱电电解解质质的的离离解解度度降降低低，这这一一现现象象称称为为同离子效应。同离子效应。6.2.2 同离子效应和盐效应同离子效应和盐效应例：例：HAc +NaAc ,HAc的离解度降低。的离解度降低。NH3H2O +NH4Cl，NH3H2O的离解度降低。的离解度降低。HAc +HCl ，HAc的离解度降低。的离解度降低。第16页，共76页，编辑于2022年，星期六例：在例：在1升升0.1molL-1 HA

10、c溶液中加入溶液中加入0.1mol NaAc晶体（体积不变），计算晶体（体积不变），计算 溶液中氢离子浓度及溶液中氢离子浓度及离解度。离解度。解：解：HAc =H+Ac-初：初：0.1 0 0.1 平：平：0.1-x x 0.1+x x(0.1+x)=1.7610-5 0.1x第17页，共76页，编辑于2022年，星期六0.1+x0.10.1x0.1pH=4.75 a=1.7610-5/0.1=0.0176%x=1.7610-5(molL-1)未加未加NaAc时，时，(1.7610-5)/(1.3310-3)=1/75第18页，共76页，编辑于2022年，星期六 2、盐效应、盐效应 在弱电解质

11、溶液中加入与弱电解质在弱电解质溶液中加入与弱电解质不相同不相同的盐类的盐类，使弱电解质的离解度稍稍增大，这种，使弱电解质的离解度稍稍增大，这种作用称为盐效应。作用称为盐效应。例：例：HAc+NaCl HAc 的离解度稍增大。的离解度稍增大。HAc+NaAc 既有既有同离子效应同离子效应也有也有盐效应盐效应。只不过同离。只不过同离子效应比盐效应大得多。子效应比盐效应大得多。第19页，共76页，编辑于2022年，星期六6.3 酸碱平衡中有关浓度的计算酸碱平衡中有关浓度的计算 6.3.1 水溶液的水溶液的pH H2O =H+OH-室温下纯水中：室温下纯水中：H+=OH-=1.010-7 molL-1

12、 pH=-lg H+=7加酸加酸后，后，H+10-7 molL-1 H+OH-,pH 7 酸性酸性加碱加碱后，后，H+10-7 molL-1 H+7 碱性碱性第20页，共76页，编辑于2022年，星期六pH相差一个单位，相差一个单位，c(H+)相差相差10倍。倍。溶液酸性越强，溶液酸性越强，pH越小越小，反之，溶液碱性越强，反之，溶液碱性越强，pH越大。越大。注意：注意：因为因为 p =pH+pOH =14 pH =14 pOH第21页，共76页，编辑于2022年，星期六通常溶液的通常溶液的c(H+)=1 10-14 molL-1 之间时，之间时，用用 pH来表示，则来表示，则pH=0 14测

13、定溶液的测定溶液的pH方法很多，如用方法很多，如用酸碱指示剂酸碱指示剂、pH试试纸纸可粗略测定，若需精确测定，则可用可粗略测定，若需精确测定，则可用精密酸度计精密酸度计。第22页，共76页，编辑于2022年，星期六 6.3.2 酸碱溶液酸碱溶液pH值的计算值的计算 一元弱酸、弱碱的解离平衡一元弱酸、弱碱的解离平衡 1、解离平衡常数、解离平衡常数HAc =H+Ac-对于弱碱，其解离平衡常数用对于弱碱，其解离平衡常数用 表示：表示：NH3H2O =NH4+OH-称为称为弱酸的解离平衡常数弱酸的解离平衡常数。第23页，共76页，编辑于2022年，星期六2、解离平衡常数的意义：、解离平衡常数的意义：（

14、1）解离平衡常数反映了弱电解质解离趋势）解离平衡常数反映了弱电解质解离趋势 大大小小.（2）反映了弱酸、弱碱的酸碱性相对强弱。）反映了弱酸、弱碱的酸碱性相对强弱。（3）同一温度下，解离平衡常数不变。温度对）同一温度下，解离平衡常数不变。温度对K虽有影响，但因其虽有影响，但因其反应热不大反应热不大，故温度对解，故温度对解离平衡常数的影响较小。室温下，一般不考离平衡常数的影响较小。室温下，一般不考虑虑 T 对对 K 的影响。的影响。第24页，共76页，编辑于2022年，星期六 和和 非常小，所以非常小，所以HAc和和NH4+皆为弱酸，皆为弱酸，相比之下，相比之下，NH4+是更弱的酸。是更弱的酸。盐

15、的水解，其实也是酸或碱。如盐的水解，其实也是酸或碱。如NH4Cl、NaAcNH4+H2O H+NH3H2OAc H2O HAc OH 第25页，共76页，编辑于2022年，星期六3、一元弱酸、弱碱溶液、一元弱酸、弱碱溶液pH值的计算值的计算 例：计算例：计算0.1molL-1 HAc溶液的溶液的pH 值。值。强酸、强碱在水中几乎全部离解，计算比较简强酸、强碱在水中几乎全部离解，计算比较简单。单。在浓度低于在浓度低于10-6 molL-1时，算溶液的酸度还要时，算溶液的酸度还要考虑水的离解所产生的考虑水的离解所产生的H或或OH。H2O =H+OH-酸不很弱时，即当酸不很弱时，即当cr 20 时时

16、 ，可忽略水解离产生的，可忽略水解离产生的H+第26页，共76页，编辑于2022年，星期六pH=-lg H+r=-lg(1.3310-3)=2.88解：解：HAc =H+Ac-初：初：0.1 0 0平：平：0.1-x x x x2 =1.7610-5 0.1-x 当当cr/500,即即a 很小时，很小时，0.1-x 0.1第27页，共76页，编辑于2022年，星期六例：例：计算计算0.1 molL-1 NH3.H2O溶液的溶液的pH。解：解：NH3.H2O =NH4+OH 平：平：0.1-y y y pH=14-pOH=14 -lg(1.3310-3)=14 2.88=11.12同理，当同理，

17、当cr/500 时，时，0.1-y 0.1 y=OH-r=第28页，共76页，编辑于2022年，星期六一元弱酸：一元弱酸：一元弱碱：一元弱碱：当当 4.4%时，时，0.1-x 0.1，则必须求算一元二次，则必须求算一元二次方程来求解方程来求解 H+r，否则会引起较大的误差。，否则会引起较大的误差。当当cr/500或或4.4%时时，一元弱酸、弱碱，一元弱酸、弱碱最简最简计算公式：计算公式：第29页，共76页，编辑于2022年，星期六NH4Cl水溶液的水溶液的 pH值值 NH4Cl NH4+Cl-NH4+H2O =NH3 +H3O+NH4+H2O =NH3 H2O +H+平衡：平衡：cr x x

18、x 第30页，共76页，编辑于2022年，星期六因为因为 /500,cr x cr 所以所以第31页，共76页，编辑于2022年，星期六NaAc溶液的溶液的 pH值值 NaAc Na+Ac-Ac-+H2O =HAc +OH-平衡：平衡：cr-x x xcr-x cr第32页，共76页，编辑于2022年，星期六 HS-=H+S2-二、多元弱酸、弱碱的离解平衡二、多元弱酸、弱碱的离解平衡分步离解：定义？分步离解：定义？H2S=H+HS-由于由于 ，即，即 /104 时，时，H+主主要来源于第一步离解要来源于第一步离解，因此计算溶液中，因此计算溶液中c(H+)时，时，只考虑第一步离解，可只考虑第一步

19、离解，可近似把它作为一元弱酸近似把它作为一元弱酸，用用 来计算。来计算。第33页，共76页，编辑于2022年，星期六例：例：计算计算0.1 molL-1 H2S溶液的溶液的pH值和值和 S2-浓度。浓度。pH=-lg cr(H+)=4.02 HS-=H+S2-解：解：因为因为c/500，且，且 因为因为 HS-r H+r 所以所以 S2-r=1.110-12 注意：注意：S2-r=，只能用于只能用于H2S水溶液中。水溶液中。第34页，共76页，编辑于2022年，星期六上述分步离解可写成一步：上述分步离解可写成一步：H2S=2H+S2-例：在例：在0.1 molL-1 H2S溶液中加入溶液中加入

20、HCl，使，使c(H+)为为0.3 molL-1，计算该溶液中的，计算该溶液中的S2-浓度。浓度。多元弱酸根的浓度很低，若需用浓度较大的这种多元弱酸根的浓度很低，若需用浓度较大的这种酸根时，应使用该酸的可溶性盐。酸根时，应使用该酸的可溶性盐。如如Na2S第35页，共76页，编辑于2022年，星期六在酸性在酸性H2S水溶液水溶液，S2-解：解：S2-r=1.110-19作为二元弱碱作为二元弱碱CO32在水溶液中：在水溶液中：CO32 H2O HCO3 OH 第36页，共76页，编辑于2022年，星期六HCO3 H2O H2CO3 OH 三元弱酸、弱碱的计算类似于二元弱酸、弱碱，三元弱酸、弱碱的计

21、算类似于二元弱酸、弱碱，计算原理相同。如：计算原理相同。如：H3PO4 ，说说明明CO32-是是一一种种比比HCO3强强的的碱。碱。第37页，共76页，编辑于2022年，星期六如如NaHnA类类 NaHCO3HCO3-+H2O=H2CO3 +OH-三、两性物质的浓度计算三、两性物质的浓度计算 由于由于 ，作为碱占主导地位，作为碱占主导地位，溶液溶液显碱性显碱性。比较。比较解离常数解离常数 和和 的相对大小，的相对大小，便可以确定便可以确定酸式盐酸式盐水溶液的酸碱性。水溶液的酸碱性。HCO3-=H+CO32-=5.6110-11第38页，共76页，编辑于2022年，星期六经过比较复杂的运算，推导

22、出计算经过比较复杂的运算，推导出计算酸式盐的酸式盐的H+r的的近似计算公式：近似计算公式：酸式盐酸式盐的水溶液，其的水溶液，其pH值与盐溶液的值与盐溶液的浓度浓度无关。无关。例例：NaH2PO4（二元酸）（二元酸）=6.2310-8 溶液显酸性溶液显酸性第39页，共76页，编辑于2022年，星期六Na2HPO4 ,c(H+)10-7，溶液呈，溶液呈酸性酸性,如如HCOONH4当当 ,c(H+)p 时时,Ac-HAc,溶液中以溶液中以Ac为主为主;当当pH p 时时,Ac-HAc,溶液中以溶液中以HAc为主为主;第51页，共76页，编辑于2022年，星期六草酸溶液中各种存在形式的草酸溶液中各种存

23、在形式的分布系数分布系数与溶液与溶液pH值的关系曲线图值的关系曲线图:1 2 3 4 5 6 7 pH1.00.80.60.40.20第52页，共76页，编辑于2022年，星期六同理可得同理可得H3PO4溶液的溶液的关系曲线图关系曲线图，如下：，如下：1.00.80.60.40.201 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 pH第53页，共76页，编辑于2022年，星期六 由以上讨论可知：由以上讨论可知：分布系数分布系数只与酸只与酸碱的强度及溶液的碱的强度及溶液的pH有关有关，而，而与与其其分析浓分析浓度度(总浓度总浓度)无关无关。第54页，共76页，编辑于2022年，

24、星期六 加加0.01mol HCl或加或加0.01mol NaOHpH基本不变基本不变(pH试纸检测试纸检测)加加0.01mol HCl，pH=2 pH=7 pH=2加加0.01molNaOH，pH=12 pH=7 pH=12 0.1molL-16.4 缓冲溶液缓冲溶液 对比实验：对比实验：一升一升HAc+NaAc 混合液混合液一升纯水一升纯水第55页，共76页，编辑于2022年，星期六实验证明：实验证明：HAc 与与 NaAc的的混混合合液液具具有有抗抗酸酸、抗抗碱碱、抗抗稀稀释释的的能能力力。NH3.H2O 与与NH4Cl 的的混混合合液液也也具具有有抗抗酸酸抗碱抗稀释的能力。抗碱抗稀释的

25、能力。弱酸及其共轭碱弱酸及其共轭碱 6.4.1 缓冲溶液的组成及缓冲原理缓冲溶液的组成及缓冲原理 定义定义：由弱酸及其共轭碱所组成的具有抵抗少：由弱酸及其共轭碱所组成的具有抵抗少量酸、碱或稀释而保持量酸、碱或稀释而保持 pH 基本不变的混合液，称基本不变的混合液，称为为缓冲溶液缓冲溶液。第56页，共76页，编辑于2022年，星期六 缓冲溶液的这种抗酸、抗碱、抗稀释的作用称缓冲溶液的这种抗酸、抗碱、抗稀释的作用称为为缓冲作用缓冲作用。例：例：HAc NaAc溶液溶液 HAc =H+Ac-NaAc Na+Ac-加酸、加碱时的缓冲原理：加酸、加碱时的缓冲原理：1、Ac-(NaAc）是抗酸成份。）是抗

26、酸成份。2、HAc 是抗碱成份。是抗碱成份。第57页，共76页，编辑于2022年，星期六 NH3.H2O =NH4+OH NH4Cl NH4+Cl 1、NH3.H2O是抗酸成份。是抗酸成份。2、NH4+(NH4Cl)是抗碱成份。是抗碱成份。弱酸及共轭碱称为缓冲对或缓冲系弱酸及共轭碱称为缓冲对或缓冲系。6.4.2 缓冲溶液的缓冲溶液的pH NaAc Na+Ac-HAc =H+Ac-cr,a-x x cr,b+x第58页，共76页，编辑于2022年，星期六HAcr cr,a Ac-r cr,b611式式第59页，共76页，编辑于2022年，星期六NH3.H2O=NH4+OH NH4Cl NH4+C

27、l NH4+cr,a NH3.H2Ocr,b pH=14 pOH第60页，共76页，编辑于2022年，星期六带入上式得：带入上式得：第61页，共76页，编辑于2022年，星期六例例：等等体体积积的的0.2molL-1HAc与与0.2molL-1NaAc混混合，计算其合，计算其 pH。解：解：例：例：在浓度各为在浓度各为0.1molL-1 的一升的一升HAc 和和Ac-的混合的混合溶液中分别加入溶液中分别加入0.01molHCl;0.01mol NaOH(设体设体积不变积不变)和稀释和稀释5倍后，问倍后，问pH 变化如何？变化如何？pH=4.75 lg（0.1/0.1）=4.75第62页，共76

28、页，编辑于2022年，星期六解：原来的解：原来的 pH=4.75 lg 0.1/0.1=4.75 加酸加酸后：后：HCl +NaAc =HAc +NaCl 0.01 0.01 pH=4.75 lg（0.11/0.09）=4.66 加碱加碱后：后：NaOH +HAc =NaAc +H2O 0.01 0.01 pH=4.75 lg（0.09/0.11）=4.84 稀释稀释5倍倍后后 pH=4.75 lg（0.02/0.02）=4.75第63页，共76页，编辑于2022年，星期六例：例：用用NaH2PO4和和Na2HPO4制备制备pH=7.51的缓冲溶液，的缓冲溶液，问问NaH2PO4和和Na2HP

29、O4的浓度比是多少？的浓度比是多少？7.51=7.21 lg cr,a/cr,b lg cr,a/cr,b =-0.3 lg cr,b/cr,a =0.3 cr,b/cr,a =2 Na2HPO4浓度是浓度是NaH2PO4浓度的浓度的2倍。倍。解解：此此混混合合液液中中，NaH2PO4 是是酸酸，Na2HPO4是是碱。因为：碱。因为：NaH2PO4 Na+H2PO4-H2PO4-=H+HPO42-Na2HPO4 2Na+HPO42-应查应查 H3PO4 的的 p =7.21 第64页，共76页，编辑于2022年，星期六例：例：5ml 1molL-1 NH3H2O和和15ml0.2molL-1N

30、H4Cl混混合，计算混合液的合，计算混合液的pH.Kb=1.76 10-5解：解：混合后，混合后，c(NH3H2O)=51/20=0.25 (molL-1)c(NH4Cl)=0.215/20 =0.15 (molL-1)pOH=p lg（cr,b/cr,a）=4.75 lg(0.25/0.15)=4.53pH=14 4.53=9.47第65页，共76页，编辑于2022年，星期六例例：将将0.3molL-1 HAc 10ml和和 0.1molL-1 NaOH 10ml 混合，计算溶液的混合，计算溶液的 pH。解：解：HAc +NaOH =NaAc +H2O 生成的生成的c(NaAc)=0.110

31、/(10+10)=0.05 (molL-1)剩余的剩余的c(HAc)=(0.310-0.110)/20=0.1(molL-1)pH=4.75 lg(0.1/0.05)=4.45第66页，共76页，编辑于2022年，星期六例例：等等体体积积的的0.2 molL-1 NH3.H2O与与0.05molL-1 HCl混合，计算溶液的混合，计算溶液的pH.解：解：NH3.H2O +HCl =NH4Cl +H2O c(NH4Cl)=0.05/2=0.025(molL-1)c(NH3.H2O)=(0.2-0.05)/2=0.075 (molL-1)pOH=4.75 lg(0.075/0.025)=4.27p

32、H=14-4.27 =9.73第67页，共76页，编辑于2022年，星期六 6.4.3 缓冲容量和缓冲范围缓冲容量和缓冲范围1、缓冲容量、缓冲容量：用来衡量缓冲能力的大小。用来衡量缓冲能力的大小。使使一一升升缓缓冲冲溶溶液液pH值值改改变变一一个个单单位位所所加加强强酸酸或强碱的物质的量。或强碱的物质的量。缓冲溶液的缓冲溶液的pH决定于：决定于：A：（）B：组分的缓冲比。：组分的缓冲比。外加酸、碱改变缓冲比，但不改变外加酸、碱改变缓冲比，但不改变 （）第68页，共76页，编辑于2022年，星期六共轭酸碱对的总浓度越大，缓冲容量越大。共轭酸碱对的总浓度越大，缓冲容量越大。cr,a/cr,b或或c

33、r,b/cr,a越接近越接近1缓冲容量越大，为缓冲容量越大，为1时最大时最大例：下述两组例：下述两组HAcNaAc缓冲液浓度各为：缓冲液浓度各为：0.1:0.1 0.01:0.01 0.25:0.25 0.05:0.15 0.1:0.1 0.02:0.18第一组中第一组中的缓冲容量最大，第二组中的缓冲容量最大，第二组中的缓冲的缓冲容量最大。容量最大。缓冲容量的大小决定于：缓冲容量的大小决定于：酸与共轭碱（碱与共轭酸）的总浓度；酸与共轭碱（碱与共轭酸）的总浓度；缓冲比：缓冲比：cr,a/cr,b或或cr,b/cr,a。第69页，共76页，编辑于2022年，星期六2、缓缓冲冲范范围围：缓缓冲冲作作

34、用用的的有有效效的的pH范范围围称称为为缓缓冲范围。共轭酸碱对：冲范围。共轭酸碱对：cr,a/cr,b=1:10 pH=p +1 cr,a/cr,b=10:1 pH=p 1 所以：所以：pH=p 1 当溶液稀释时，缓冲比值虽然不变，当溶液稀释时，缓冲比值虽然不变，pH值不值不变，但总浓度降低，因而缓冲容量将减小。变，但总浓度降低，因而缓冲容量将减小。总浓度选在：总浓度选在：0.050.5 molL-1 之间之间缓冲比：缓冲比：1/10 10 之间之间第70页，共76页，编辑于2022年，星期六6.4.4 缓冲溶液的选择与配制缓冲溶液的选择与配制1、选择缓冲对的原则、选择缓冲对的原则p 接近于接

35、近于pH,p 接近于接近于pOH ；总浓度大；总浓度大；缓冲比为缓冲比为1时，缓冲容量最大。时，缓冲容量最大。所所选选的的缓缓冲冲溶溶液液不不能能与与反反应应物物或或产产物物发发生生作作用，药用缓冲溶液还必须考虑是否有毒。用，药用缓冲溶液还必须考虑是否有毒。第71页，共76页，编辑于2022年，星期六解解:因因HAc的的p 最接近于最接近于5，应选，应选HAcNaAc例：例：配制配制pH 为为5 的缓冲溶液，选下列哪种缓的缓冲溶液，选下列哪种缓冲对好？冲对好？HAc NaAc NH3.H2O NH4Cl p =4.75 p =4.75 H2CO3 NaHCO3 H3PO4 NaH2PO4 p

36、=6.37 p =2.12第72页，共76页，编辑于2022年，星期六2、有关计算、有关计算例：今需例：今需pH=5.0的缓冲溶液一升，应如何配制？的缓冲溶液一升，应如何配制？解：应选缓冲对解：应选缓冲对HAc NaAc因为因为 pH=p lg（cr,a/cr,b）5.0=4.75 lg（cr,a/cr,b）lg（cr,a/cr,b）=-0.25 lg（cr,b/cr,a）=0.25 cr,b/cr,a=1.78第73页，共76页，编辑于2022年，星期六 若选用若选用0.1molL-1 的的HAc 和和NaAc来混合来混合，则：，则：cr,a =0.1Va/V总总 cr,b=0.1Vb/V总

37、总 cr,b 0.1Vb/V总总 =cr,a 0.1Va/V总总 cr,b/cr,a=Vb/Va=1.78 Vb=1.78Va 因总体积为因总体积为1000ml，Vb=1000-Va 1000-Va=1.78Va Va=360(ml),Vb=640(ml)第74页，共76页，编辑于2022年，星期六例：例：配制配制pH=9.0的缓冲溶液，应在的缓冲溶液，应在500ml 0.1molL-1 的氨水中加入固体的氨水中加入固体NH4Cl多少克？多少克？作业：作业：3、4、6、7 解：解：pH=9.0 pOH=5.0 pOH=p lg（0.1/cr,a）5.0=4.75 lg（0.1/ca）lg（cr

38、,a/0.1）=0.25 cr,a/0.1=1.78 cr,a=0.178 (molL-1)0.1780.553.5=4.76(g)第75页，共76页，编辑于2022年，星期六 Johannes Nicolaus Brnsted (1879(18791947),a Danish physical chemist,is best 1947),a Danish physical chemist,is best known for his theory of acids and bases.known for his theory of acids and bases.Brnsted receive

39、d degrees in both chemical Brnsted received degrees in both chemical engineering and chemistry from the engineering and chemistry from the University of Copenhagen.He was an University of Copenhagen.He was an authority on the catalytic properties and authority on the catalytic properties and strengt

40、hs of acids and bases,and wrote texts strengths of acids and bases,and wrote texts on both inorganic and physical chemistry.on both inorganic and physical chemistry.In 1929 he was a visiting professor at Yale.In 1947 he was elected to the Danish parliament,and he died in December of that year,in Copenhagen.第76页，共76页，编辑于2022年，星期六