1、实验二实验二 缓冲溶液的配制与性质、缓冲溶液的配制与性质、溶液溶液pH值的测定值的测定12主要内容主要内容实验内容实验内容4.仪器与试剂仪器与试剂3.实验原理实验原理2.实验目的实验目的1.思考题思考题5.一一.实验目的实验目的 学会缓冲溶液的配制方法；学会缓冲溶液的配制方法； 掌握缓冲溶液的性质；掌握缓冲溶液的性质； 熟练掌握熟练掌握pH计的使用。计的使用。3二、实验原理二、实验原理2.1 基本概念 缓冲溶液缓冲溶液(buffer solution)：常由一对共轭酸碱组成，能够抵抗常由一对共轭酸碱组成，能够抵抗少量少量外外来强酸、强碱或水稀释而保持来强酸、强碱或水稀释而保持pH基本不变基本不
2、变； 缓冲作用缓冲作用(buffer action)：缓冲溶液对强酸、强碱或水稀释的抵抗作用；缓冲溶液对强酸、强碱或水稀释的抵抗作用； 缓冲容量缓冲容量(buffer capacity)：表示单位体积缓冲溶液的表示单位体积缓冲溶液的pH发生一定变化发生一定变化时，所能抵抗的外加时，所能抵抗的外加一元强酸或一元强碱一元强酸或一元强碱的物质的量；是衡量缓冲溶液缓冲的物质的量；是衡量缓冲溶液缓冲能力大小的尺度，一般用能力大小的尺度，一般用表示；表示； 缓冲比缓冲比(buffer-component ratio)：平衡浓度平衡浓度B-与与HB的比值。的比值。42.2 缓冲溶液的缓冲机理现以HAc-Na
3、Ac缓冲溶液为例加以说明：HAc+H2O H3O+Ac- a) 加少量酸加少量酸(H+)，平衡左移，平衡左移，H+无明显升高，溶液无明显升高，溶液pH值几乎不变；值几乎不变； b) 加少量碱加少量碱(OH-)，平衡右移，补充少量的，平衡右移，补充少量的H+，溶液，溶液pH值几乎不变；值几乎不变； c) 加少量水，加少量水， HAc的平衡解离常数保持不变，的平衡解离常数保持不变，H+和和Ac-浓度均降低，浓度均降低，这时这时 HAc的解离度增大，从而使溶液的的解离度增大，从而使溶液的pH值基本保持不变；值基本保持不变；5（大量（大量 ） （大量）（大量）2.3 缓冲容量6缓冲容量缓冲容量缓冲组分
4、缓冲组分总浓度总浓度缓冲组分比值缓冲组分比值总浓度越大，总浓度越大， 就越大就越大缓冲比为缓冲比为1 1时，时， 最大最大2.4 缓冲溶液pH值的计算缓冲溶液一般是由共轭酸碱对组成，例如弱酸和弱酸盐，缓冲溶液一般是由共轭酸碱对组成，例如弱酸和弱酸盐，弱碱和弱碱盐；弱碱和弱碱盐；若所用共轭酸和共轭碱的初始浓度相同，则：若所用共轭酸和共轭碱的初始浓度相同，则：HB)()B(lgppHaVVK 7缓冲系缓冲系抗碱成分抗碱成分抗酸成分抗酸成分酸度系数酸度系数pKa（25）HAc-NaAcHAcAc-4.76H2CO3-NaHCO3H2CO3HCO3-6.35NaH2PO4-Na2HPO4H2PO4-H
5、PO42-7.21Tris.HCl-TrisTris.H+Tris7.85NH4Cl-NH3NH4+NH39.252.5 用pH计测定溶液的pH值溶液溶液pHpH值的测定通常有两种方法：一是用值的测定通常有两种方法：一是用pHpH试纸；二试纸；二是用是用pHpH计来测量。计来测量。pHpH计的工作原理：将计的工作原理：将pHpH指示电极（玻璃电极）和饱和指示电极（玻璃电极）和饱和甘汞电极（参比电极）与待测溶液组成原电池，测出电甘汞电极（参比电极）与待测溶液组成原电池，测出电池电动势池电动势E E，再根据，再根据NernstNernst方程计算出溶液的方程计算出溶液的pHpH值。值。8三三.仪器
6、与试剂仪器与试剂 仪器： pHpH计，滴定管，容量瓶，移液管，试管，烧杯，玻璃棒。计，滴定管，容量瓶，移液管，试管，烧杯，玻璃棒。 试剂：Na2HPO4(0.2 molL1)， KH2PO4(0.2 molL1)， 广泛广泛pH指示指示剂，甲基橙指示剂，剂，甲基橙指示剂，NaOH(0.2 molL1)， HCl(0.2 molL1)，pH=6.86的的KH2PO4-Na2HPO4标准缓冲溶液，标准缓冲溶液，pH=4.01的邻苯二甲酸氢钾标准缓冲溶液。的邻苯二甲酸氢钾标准缓冲溶液。 94.1 缓冲溶液的配制 10KH2PO4NaOH100mL容量瓶容量瓶0.2molL-10.2molL-1定容定
7、容缓冲溶液缓冲溶液c总总=0.1molL-1pH=7.4表1. 自制缓冲溶液的性质114.2 缓冲溶液的性质 根据表根据表1 1进行实验，并将实验结果记录在表中（观察颜色进行实验，并将实验结果记录在表中（观察颜色并解释原因）。并解释原因）。实验编号实验编号12345自制自制缓冲溶液缓冲溶液/mL22200H2O/mL00022广泛广泛pH指示剂指示剂/滴滴33333现象（颜色）现象（颜色）H2O/滴滴20000HCl/滴滴02020NaOH/滴滴00202颜色变化颜色变化解释现象解释现象 表2. 缓冲容量与总浓度的关系12缓冲容量与总浓度的关系缓冲容量与总浓度的关系根据表根据表2 2进行实验，
8、记录溶液的总浓度和颜色。根据所用进行实验，记录溶液的总浓度和颜色。根据所用HClHCl溶液滴数，解释缓冲容量与总浓度的关系。溶液滴数，解释缓冲容量与总浓度的关系。实验编号实验编号12345Na2HPO4/mL1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 KH2PO4/mL1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 H2O/mL 8.00 6.00 4.00 2.00 0.00 广泛广泛pH指示剂指示剂/滴滴3 3 3 3 3 C总总/(molL-1) 溶液颜色溶液颜色0.2 molL-1 HCl溶液溶液/滴滴4.3 影响缓冲容量的因素134.4 溶液pH值的测定1 1）pHpH计的使
9、用方法：计的使用方法： 安装仪器安装仪器 预热预热 校正校正 测定测定 测定方法：测定方法：用蒸馏水冲洗电极，并用滤纸吸干用蒸馏水冲洗电极，并用滤纸吸干，然后插入待，然后插入待测溶液，并轻微搅动，待显示测溶液，并轻微搅动，待显示“ “ ReadyReady”时，记录时，记录pHpH值。值。2 2）自制缓冲溶液）自制缓冲溶液pHpH值的测定：量取值的测定：量取20mL20mL自制的缓冲溶液于自制的缓冲溶液于小烧杯中，用小烧杯中，用pHpH计测量其计测量其pHpH值，测三次，求平均值；值，测三次，求平均值；3 3）纯牛奶与酸奶）纯牛奶与酸奶pHpH值的测定：同上；值的测定：同上；4 4）冰糖雪梨与果粒橙）冰糖雪梨与果粒橙pHpH值的测定：同上。值的测定：同上。14表3. 所测溶液的pH值溶液溶液123平均值平均值 自制缓冲溶液自制缓冲溶液 纯牛纯牛奶奶 酸奶酸奶冰糖雪梨冰糖雪梨果粒橙果粒橙五、思考题五、思考题 缓冲溶液的缓冲溶液的pHpH值由哪些因素决定？值由哪些因素决定？ NaHCO NaHCO3 3溶液是否具有缓冲能力？为什么？溶液是否具有缓冲能力？为什么？ 有色溶液（如西红柿汁）的有色溶液（如西红柿汁）的pHpH值如何测定？值如何测定？15
