1、实验二实验二 缓冲溶液及其缓冲溶液及其pHpH的测定的测定【目的】学习缓冲溶液的配制方法；熟悉缓冲溶液的性质和原理；学会pH计的使用方法。【原理】缓冲溶液是能抵抗外来少量强酸、强碱、或缓冲溶液是能抵抗外来少量强酸、强碱、或稍加稀释，而保持其稍加稀释，而保持其pHpH值基本不变的溶液。它一值基本不变的溶液。它一般由弱酸（般由弱酸（HBHB）和其共轭碱（）和其共轭碱（B-B-）组成，其）组成，其pHpH值值可用下式计算：可用下式计算：B-B-共轭碱共轭碱 pHpHpKapKalg lg pKapKalglg (1)(1)HBHB 共轭酸共轭酸 亨德森巴塞尔巴赫方程式亨德森巴塞尔巴赫方程式 配制缓冲
2、溶液时，若使用相同浓度的共轭配制缓冲溶液时，若使用相同浓度的共轭酸和共轭碱，则可用其体积（酸和共轭碱，则可用其体积（V V）比代替浓度）比代替浓度比，即：比，即：V VB-B-pHpHpKa+lg (2)pKa+lg (2)V VHBHB适量稀释，溶液适量稀释，溶液pHpH值几乎不变。值几乎不变。学习缓冲溶液的配制方法；(3)待测溶液的最低液位应该高于甘汞电极处(红色箭头)。缓冲溶液是能抵抗外来少量强酸、强碱、或稍加稀释，而保持其pH值基本不变的溶液。B-共轭碱pHpKa+lg各种厂家不同品牌的pH计有所不同（2）要有一定的总浓度。（2）要有一定的总浓度。的pH值尽可能相等或接近，偏离的数值总
3、体积为V总，共轭酸的体积为VHB、共轭碱的体缓冲溶液pH与缓冲比的关系。（3）为了使缓冲溶液具有较大的缓冲容量，应pHpKalg pKalg (1)电极校正后可以暂时浸渍于蒸馏水中待命。（4）校整后，切勿再旋动定位旋钮，否则需重新校整。（3）校整时，应等待至读数稳定时，才进行下一步操作。缓冲溶液是能抵抗外来少量强酸、强碱、或稍加稀释，而保持其pH值基本不变的溶液。(2)将电极下面的护套小心取下，妥善放好不要使其中的溶液倒出（3mol/L KCl）。（1）选择适当的缓冲对，使所选缓冲对中共轭酸的pKa与欲配制的缓冲溶液的pH值尽可能相等或接近。积为VB-，混合前共轭酸、碱的浓度均为c，则：（5）
4、注意强酸、强碱操作时的安全。B-共轭碱不应超过缓冲溶液的缓冲范围。各种厂家不同品牌的pH计有所不同各种厂家不同品牌的pH计有所不同HB 共轭酸例如，配制 pH值为4.pH值的测量采用0.VHBVB-V VB-B-pHpHpKa+lgpKa+lg V VHBHB缓冲容量决定因素：缓冲容量决定因素：缓冲溶液总浓度缓冲溶液总浓度:缓冲比一定，缓冲溶液的总缓冲比一定，缓冲溶液的总浓度浓度 ，缓冲能力，缓冲能力 。缓冲比缓冲比：总浓度一定时，若总浓度一定时，若 共轭碱共轭碱 共轭共轭酸酸=1=1，则缓冲容量最大。，则缓冲容量最大。pHb【操作流程】0.100mol/L HAc0.100mol/L HAc
5、0.100mol/L NaAc0.100mol/L NaAc100mL100mL100mL100mL混匀混匀取取40mL40mL取取40mL40mL取取40mL40mL取取20mL20mL+1.000mol/L 1.000mol/L NaOH 1NaOH 12 2滴滴1.000mol/L 1.000mol/L HCl 1HCl 12 2滴滴蒸馏水蒸馏水20mL20mL测量各溶液的测量各溶液的pHpH值。值。pHpH值的测量采用值的测量采用0.010.01级精密级级精密级pHpH计计 mV、pH、oFF温补斜率定位电极数显2的缓冲溶液，应选择KHC8H4O4-KNaC8H4O4缓冲对，因为KHC
6、8H4O4的pKa=5.实验结束后，将电极洗净沾干，小心置入保护套中，保护套中应有足够的KCl溶液。(3)待测溶液的最低液位应该高于甘汞电极处(红色箭头)。VHB（3）校整时，应等待至读数稳定时，才进行下一步操作。pHpKalg pKalg (1)缓冲溶液是能抵抗外来少量强酸、强碱、或稍加稀释，而保持其pH值基本不变的溶液。总体积为V总，共轭酸的体积为VHB、共轭碱的体缓冲容量与缓冲溶液总浓度的关系；缓冲溶液pH与缓冲比的关系。（2）电极不使用时应浸泡在饱和氯化钾溶液中。(2)将电极下面的护套小心取下，妥善放好不要使其中的溶液倒出（3mol/L KCl）。学习缓冲溶液的配制方法；学习缓冲溶液的
7、配制方法；HB 共轭酸（5）注意强酸、强碱操作时的安全。积为VB-，混合前共轭酸、碱的浓度均为c，则：请按P318所列表格进行操作，验证：（4）校整后，切勿再旋动定位旋钮，否则需重新校整。积为VB-，混合前共轭酸、碱的浓度均为c，则：（4）校整后，切勿再旋动定位旋钮，否则需重新校整。（4）校整后，切勿再旋动定位旋钮，否则需重新校整。（2）要有一定的总浓度。8的缓冲溶液，可选择HAc-NaAc缓冲对，因为HAc的pKa=4.(1)将pH计的电源打开，暖机5min以上。20molL-1 之间较宜，其相应的值在0.000mol/L NaOH 12滴积为VB-，混合前共轭酸、碱的浓度均为c，则：pHp
8、Kalg pKalg (1)（5）注意强酸、强碱操作时的安全。7.20pH计的使用(1)1)将将pHpH计的电源打开，暖计的电源打开，暖机机5min5min以上。以上。7 2 07 2 07 2 07 2 07 2 07 2 01.1.暖机暖机(2)2)将电极下面的护套将电极下面的护套小心小心取下，妥善放好不要使其中取下，妥善放好不要使其中的的溶液倒出（溶液倒出（3mol/L KCl3mol/L KCl）。于电极下置一烧杯，以蒸。于电极下置一烧杯，以蒸馏水馏水洗洗净电极净电极，另以，另以滤纸滤纸沾沾干干，将极放入另一盛有蒸馏将极放入另一盛有蒸馏水的烧杯中放置。水的烧杯中放置。以以滤纸滤纸吸吸干
9、，干，勿用勿用力擦拭玻璃薄膜力擦拭玻璃薄膜以以纯纯水清洗水清洗2.2.清洗清洗与与沾沾干干3.3.液位要求液位要求(3)(3)待待测测溶液的最低液位溶液的最低液位应该应该高高于于甘汞甘汞电极处电极处(红红色箭色箭头头)。塑料保护罩塑料保护罩玻璃电极玻璃电极甘汞甘汞电极电极补充溶液孔补充溶液孔塑料保护罩塑料保护罩玻璃玻璃电极电极甘汞甘汞电极电极补充溶液孔补充溶液孔复合电极构造复合电极构造待待測測溶溶液液待待測測溶溶液液最最低低液液面面最最低低液液面面4.4.电极校正电极校正取用取用pHpH6.866.86的溶的溶液定位液定位。再以再以pH=9.00pH=9.00或或pH=4.01pH=4.01的
10、缓冲液的缓冲液测其斜率（或称为灵敏度测其斜率（或称为灵敏度)，拭，拭净后即可使用净后即可使用。电极校正后可以电极校正后可以暂时浸渍于蒸馏水中暂时浸渍于蒸馏水中待命。待命。7 2 0各种厂家不同品牌的各种厂家不同品牌的pH计有所不同计有所不同5 5 实验结束实验结束 实验结束后，将电极实验结束后，将电极洗净洗净沾沾干，小心置入干，小心置入保护套中，保护套中保护套中，保护套中应有足够的应有足够的KClKCl溶液溶液。电极电极电极电极架结构复杂，易碎，价格昂贵，小心操作，结构复杂，易碎，价格昂贵，小心操作，不得平放与倒置！轻拿轻放！不得平放与倒置！轻拿轻放！【操作流程】请按请按P318P318所列表
11、格进行操作，验证：所列表格进行操作，验证：缓冲溶液的性质；缓冲溶液的性质；缓冲容量与缓冲溶液总浓度的关系；缓冲容量与缓冲溶液总浓度的关系；缓冲溶液缓冲溶液pHpH与缓冲比的关系。与缓冲比的关系。（1 1）玻璃电极小球的玻璃膜极薄，容易破损。）玻璃电极小球的玻璃膜极薄，容易破损。切忌与硬物接触。切忌与硬物接触。（2 2）电极不使用时应浸泡在饱和氯化钾溶液中。）电极不使用时应浸泡在饱和氯化钾溶液中。（3 3）校整时，应等待至读数稳定时，才进行下）校整时，应等待至读数稳定时，才进行下一步操作。一步操作。（4 4）校整后，切勿再旋动定位旋钮，否则需重）校整后，切勿再旋动定位旋钮，否则需重新校整。新校整
12、。（5 5）注意强酸、强碱操作时的安全。）注意强酸、强碱操作时的安全。【注意事项注意事项】缓冲溶液的配制缓冲溶液的配制 配制一定配制一定pHpH值的缓冲溶液，应按下列值的缓冲溶液，应按下列原则和步骤进行：原则和步骤进行：（1 1）选择适当的缓冲对，使所选缓冲）选择适当的缓冲对，使所选缓冲对中共轭酸的对中共轭酸的 pKa pKa 与欲配制的缓冲溶液与欲配制的缓冲溶液的的pHpH值尽可能相等或接近，偏离的数值值尽可能相等或接近，偏离的数值不应超过缓冲溶液的缓冲范围。不应超过缓冲溶液的缓冲范围。【附录附录】例如，配制例如，配制 pHpH值为值为4.84.8的缓冲溶液，可选择的缓冲溶液，可选择HAc-
13、NaAcHAc-NaAc缓冲对，因为缓冲对，因为HAcHAc的的pKa=4.75pKa=4.75。又如配又如配制制pHpH值为值为5.25.2的缓冲溶液，应选择的缓冲溶液，应选择KHCKHC8 8H H4 4O O4 4-KNaCKNaC8 8H H4 4O O4 4缓冲对，因为缓冲对，因为KHCKHC8 8H H4 4O O4 4的的pKa=5.4pKa=5.4，与与欲配制缓冲溶液的欲配制缓冲溶液的pHpH值值(5.2)(5.2)最接近。最接近。（2 2）要有一定的总浓度，）要有一定的总浓度，一般在一般在0.050.05molLmolL-1-10.200.20molLmolL-1-1 之间较
14、之间较宜，其相应的宜，其相应的值在值在0.010.010.10.1之间之间。（3 3）为了使缓冲溶液具有较大的缓冲容量，应）为了使缓冲溶液具有较大的缓冲容量，应尽量使缓冲比接近于尽量使缓冲比接近于1 1。实际工作，常常使用相。实际工作，常常使用相同浓度的共轭酸、碱溶液配制。设缓冲溶液的同浓度的共轭酸、碱溶液配制。设缓冲溶液的总体积为总体积为V V总总，共轭酸的体积为，共轭酸的体积为V VHBHB、共轭碱的体共轭碱的体积为积为V VB B-，混合前共轭酸、碱的浓度均为混合前共轭酸、碱的浓度均为c c，则：则：总B总HBV=B V=HBVcVc缓冲溶液的配制缓冲溶液的配制 （1 1）选择适当的缓冲对，使所选缓冲对中共轭酸）选择适当的缓冲对，使所选缓冲对中共轭酸的的pKapKa与欲配制的缓冲溶液的与欲配制的缓冲溶液的pHpH值尽可能相等或值尽可能相等或接近。接近。（2 2）要有一定的总浓度）要有一定的总浓度。（3 3）应尽量使缓冲比接近于）应尽量使缓冲比接近于1 1。
