1、第二章第二章 电解质溶液和缓冲溶液电解质溶液和缓冲溶液 电解质：电解质：指在水中或熔融状态下指在水中或熔融状态下能够导电能够导电的化的化合物，分为合物，分为强电解质强电解质和和弱电解质弱电解质两类两类.第一节第一节 电解质溶液电解质溶液强电解质：强电解质：在水溶液中在水溶液中全部解离全部解离成离子，以水合成离子，以水合离子的状态存在的化合物。离子的状态存在的化合物。如如NaCl，HCl等等 弱电解质：弱电解质：在水溶液中只有在水溶液中只有部分解离部分解离成离子，成离子，大部分大部分以分子的形式存在，其解离过程是以分子的形式存在，其解离过程是可逆可逆的，在溶液中的，在溶液中建立一个动态的解离平衡
2、。建立一个动态的解离平衡。如如HAc，NH3H2O等。等。解离度：解离度：指电解质达到解离平衡时，指电解质达到解离平衡时，已解离的已解离的分子数和原有分子数分子数和原有分子数之比，表示为之比，表示为电解质的解离程度通常用电解质的解离程度通常用解离度解离度（）表示）表示%100 原有分子总数已解离的分子数电解质的解离度与电解质的解离度与溶质和溶剂的极性强弱溶质和溶剂的极性强弱、溶溶液的浓度液的浓度、温度温度有关。有关。v影响弱电解质解离度的因素：影响弱电解质解离度的因素：*1.浓度浓度 浓度越稀，电离生成的离子相互间碰撞合成分子的机会越少，其解离度就越大；2.温度温度 温度升高时，平衡向吸热方向
3、移动，而多数电解质解离时都要吸收热量，因此解离度增大。因此在表示各种电解质解离度大小因此在表示各种电解质解离度大小时，应注明时，应注明浓度浓度和和温度温度。同为质量摩尔浓度为同为质量摩尔浓度为 0.10 mol kg-1 的电解质溶液：的电解质溶液：30%强电解质强电解质 5%30%中强电解质中强电解质 5%弱电解质弱电解质根据根据大小来区分强弱电解质：大小来区分强弱电解质：*强电解质的解离度小于强电解质的解离度小于100第二节第二节 酸碱质子理论酸碱质子理论酸碱理论的发展酸碱理论的发展酸碱电离理论（阿累尼乌斯酸碱电离理论（阿累尼乌斯）酸碱质子理论（布朗斯特）酸碱质子理论（布朗斯特）酸碱电子理
4、论（路易斯）酸碱电子理论（路易斯）一、一、酸碱质子理论酸碱质子理论酸酸能给出质子能给出质子H+的物质的物质HAcH+Ac-NH4+H+NH3碱碱能接受质子能接受质子H+的物质的物质H+Ac-HAcNH3+H+NH4+酸碱的定义HAcH+Ac-NH4+H+NH3酸酸碱碱H+HClH+Cl-HCO3-H+CO32-H2OH+OH-共轭酸碱对：共轭酸碱对：共轭碱共轭碱共轭酸共轭酸*酸和碱可以是分子，也可以是阳离子、阴离子酸和碱可以是分子，也可以是阳离子、阴离子酸给质子能力酸给质子能力越强，酸性越越强，酸性越强，其共轭碱强，其共轭碱结合质子能力结合质子能力弱，碱性越弱弱，碱性越弱碱接受质子的碱接受质子
5、的能力越强，碱能力越强，碱性越强性越强两性物质、中性物质两性物质、中性物质 两性物质两性物质既能给出既能给出H+,也能接受也能接受H+的物质。的物质。NaHCO3Na+HCO3-HCO3-作为酸：作为酸：H+CO32-作为碱：作为碱：HCO3-+H+H2CO3中性物质中性物质既不能给出既不能给出H+,也不能接受也不能接受H+的物质。的物质。(Na+，Ca2+)*质子理论中无盐的概念质子理论中无盐的概念 质子理论中的酸碱反应质子理论中的酸碱反应酸酸2酸酸1碱碱2+碱碱1+HAcH2OAc-H3O+H+HClNH3NH4+Cl-+H+酸碱反应的实质酸碱反应的实质 -两对共轭酸碱对之间的质子传递反应
6、两对共轭酸碱对之间的质子传递反应 强碱强碱夺取质子转化为其共轭酸夺取质子转化为其共轭酸-弱酸弱酸；酸碱反应的方向酸碱反应的方向 由由较强的酸较强的酸与与较强的碱较强的碱反应生成反应生成较弱较弱的碱的碱和和较弱的酸较弱的酸。强酸强酸给出质子转化为其共轭碱给出质子转化为其共轭碱-弱碱弱碱；酸碱反应的结果酸碱反应的结果酸碱质子理论的优点酸碱质子理论的优点扩大了酸和碱的范围（无盐的概念）扩大了酸和碱的范围（无盐的概念）；扩大了酸碱反应的范围（非水、气相）扩大了酸碱反应的范围（非水、气相）；建立了酸碱强度和质子传递反应的辨证关系。建立了酸碱强度和质子传递反应的辨证关系。酸碱的强度不仅与本性有关，还与反应
7、对象酸碱的强度不仅与本性有关，还与反应对象（或溶剂）有关。（或溶剂）有关。HNO3在水和纯硫酸中：在水和纯硫酸中：问：下列物质哪些是酸？哪些是碱？问：下列物质哪些是酸？哪些是碱？HCl,HAc,NaAc,NH3,H3O+,OH-,Na2CO3,NaHCO3 ,H2O.酸酸酸酸酸酸碱碱碱碱碱碱碱碱两性物质两性物质酸碱电子理论酸碱电子理论n凡是能给出电子对的物质叫做碱（凡是能给出电子对的物质叫做碱（LewisLewis碱碱）如：如：NH3、H2O、F、CNn凡是能接受电子对的物质叫做酸（凡是能接受电子对的物质叫做酸（LewisLewis 酸酸）如：如：BF3、FeCl3、AlCl3 n酸碱反应的实
8、质：酸碱反应的实质：碱提供电子对，与酸形成配位键碱提供电子对，与酸形成配位键而生成配位化合物而生成配位化合物 二、水的质子自递平衡二、水的质子自递平衡 质子自递反应：质子自递反应：发生在同种溶剂分子之间的质子发生在同种溶剂分子之间的质子传递作用。传递作用。H2O+H2OOH-+H3O+平衡平衡H2OH2OOH-H3O+H+K=OH-H3O+H2O2平衡时平衡时OH-H3O+K H2O2 =KW =在在25水中水中KW=1.0010-14水作为溶剂，量很大；水的自递反应进行得很微水作为溶剂，量很大；水的自递反应进行得很微弱，水的消耗量很小，所以视弱，水的消耗量很小，所以视H2O为常数为常数。（K
9、W称为水的离子积常数称为水的离子积常数）适用于纯水溶液，也适用于适用于纯水溶液，也适用于任何水溶液任何水溶液；KW值只受值只受温度变化温度变化的影响，随着的影响，随着T升高的变大。升高的变大。三、弱电解质的解离平衡三、弱电解质的解离平衡 一元弱酸解离平衡常数（酸常数）一元弱酸解离平衡常数（酸常数）一定温度下：一定温度下：HAcAcOHK3a平衡时：平衡时：在一定温度下，在一定温度下，Ka（酸常数）是一个（酸常数）是一个定值定值，与一元弱，与一元弱酸的酸的起始浓度无关起始浓度无关；AcOHOHHAc32Ka值越大值越大，表示一元弱酸的解离能力越强，溶液中，表示一元弱酸的解离能力越强，溶液中H3O
10、+的浓度越高，弱酸的的浓度越高，弱酸的酸性越强酸性越强。一元弱碱的解离平衡常数（碱常数）一元弱碱的解离平衡常数（碱常数）34NHOHNHKb平衡时：平衡时：OHNHOHNH423一定温度下：一定温度下：在一定温度下，在一定温度下，Kb（碱常数）是一个（碱常数）是一个定值定值，与一元弱碱的与一元弱碱的起始浓度无关起始浓度无关。Kb值越大值越大，表示一元弱碱的解离能力越强，表示一元弱碱的解离能力越强，溶液中溶液中OH-的浓度越高，弱碱的的浓度越高，弱碱的碱性越强碱性越强；v Ka、Kb的大小与酸、碱的大小与酸、碱本身性质本身性质和和T有关，与有关，与C无关。无关。vT一定时，一定时，Ka（Kb）越
11、大，酸（碱）在水中给出）越大，酸（碱）在水中给出（接受）质子的能力越强，在水中酸性（碱性）越（接受）质子的能力越强，在水中酸性（碱性）越强。强。v由于弱酸、弱碱的由于弱酸、弱碱的Ka、Kb小，常用小，常用pKa，pKb表表示示（二）共轭酸碱对（二）共轭酸碱对Ka与与Kb的关系的关系共轭酸碱对共轭酸碱对HAcAc-水溶液中的质子传递过程：水溶液中的质子传递过程：OHHAcOHAc2AcOHOHHAc32AcOHHAcKb平衡时：平衡时：HAcAcOHK3aKaKbOH-=H3O+=KW共轭酸的共轭酸的Ka越大，其共轭碱的越大，其共轭碱的Kb越小越小即共即共轭酸强，其共轭碱就弱轭酸强，其共轭碱就弱
12、例：例：已知已知25 时时，NH3的的Kb=1.7910-5,试求试求NH4+的的Ka值。值。=5.5910-10解：解：Ka=KW Kb=1.0010-141.7910-5OHNHOHNH423知知Ka求求Kb，知，知Kb求求Ka（三）多元酸、多元碱的解离平衡（三）多元酸、多元碱的解离平衡分步解离，有多级解离平衡常数，以H2S为例HSOHOHSH322232SOHOHHSSHHSOHK23a1HSSOHK22a3 在一定温度下，在一定温度下，Ka1，Ka2是是定值定值；与多元酸的与多元酸的起始浓度无关起始浓度无关，受温度的影响受温度的影响；Ka1，Ka2值越大值越大，表示弱酸的，表示弱酸的酸
13、性越强酸性越强。例：例：H3PO4+H2OH2PO4-+H3O+Ka1H2PO4-+H2O+HPO42-H3O+Ka2HPO42-H2O+PO43-H3O+Ka3Ka1Ka2Ka3H3PO4酸的强度：酸的强度：H2PO4-HPO42-H3PO4H2PO4-H2O+Kb3OH-H2PO4-+H2O+Kb2OH-HPO42-PO43-+H2O+OH-HPO42-Kb1Kb2Kb1Kb3碱的强度：碱的强度：PO43-HPO42-H2PO4-例：例：（四）弱电解质解离平衡的移动（四）弱电解质解离平衡的移动1.浓度的影响浓度的影响2.同离子效应同离子效应3.盐效应盐效应一定条件下，弱电解质解离达动态平衡
14、，若一定条件下，弱电解质解离达动态平衡，若改变条件，平衡将发生移动。改变条件，平衡将发生移动。1.浓度的影响浓度的影响BOHOHHB32 降低降低B-的浓度，平衡向的浓度，平衡向右右移动，弱电解移动，弱电解质的质的解离度增加解离度增加，溶液中，溶液中离子数目增加离子数目增加；增加增加B-的浓度，平衡向的浓度，平衡向左左移动，弱电解移动，弱电解质的质的解离度降低解离度降低，未解离的，未解离的分子数增加分子数增加。定义：定义：在弱电解质的水溶液中加入与其在弱电解质的水溶液中加入与其具有具有共同离子共同离子的强电解质，使弱电解质的的强电解质，使弱电解质的解离度解离度下降下降的现象称为的现象称为同离子
15、效应同离子效应。2.同离子效应同离子效应HAc+Ac-H+NaAcNa+Ac-加入加入NaAc后，平衡左移，后，平衡左移，HAc解离度减小解离度减小3.盐效应盐效应HAc+Ac-H+Na+NaClCl-加入加入NaCl后，相反电荷离子相互吸后，相反电荷离子相互吸引，平衡右移，引，平衡右移，HAc解离度增加。解离度增加。定义：定义：在弱电解质的水溶液中加入与弱电解在弱电解质的水溶液中加入与弱电解质含有质含有不同离子不同离子的强电解质，使弱电解质的解离的强电解质，使弱电解质的解离度度增加增加的现象称为的现象称为盐效应盐效应。同离子效应与盐效应的协同作用同离子效应与盐效应的协同作用在发生同离子效应的
16、同时，必然在发生同离子效应的同时，必然伴随伴随着着盐效应的盐效应的发生发生；两个效应对弱电解质的解离度的两个效应对弱电解质的解离度的影响程影响程度不同度不同：盐效应可以使弱电解质的解离度增大一些，而同盐效应可以使弱电解质的解离度增大一些，而同离子效应可以使弱电解质的解离度大大降低；离子效应可以使弱电解质的解离度大大降低；一般情况下，忽略盐效应的影响不会带一般情况下，忽略盐效应的影响不会带来很大的误差。来很大的误差。第三节第三节 溶液酸度的计算溶液酸度的计算一、酸度与一、酸度与pH酸度：酸度：指水溶液中指水溶液中H3O的浓度（活度）。的浓度（活度）。pH：水溶液中水溶液中H3O的浓度的的浓度的负
17、对数值负对数值。pHlgH3OpOH：水溶液中水溶液中OH-的浓度的的浓度的负对数值负对数值。碱度碱度：指水溶液中指水溶液中OH-的浓度（活度）。的浓度（活度）。pOHlgOH-酸性溶液：酸性溶液：pH7；中性溶液：中性溶液：pH7；碱性溶液：碱性溶液：pH7。当溶液中当溶液中H3O浓度比较低时，用浓度比较低时，用pH表示；表示；当溶液中当溶液中H3O浓度比较高时，直浓度比较高时，直接用接用H3O表示；表示；强酸、强碱直接用其浓度表示。强酸、强碱直接用其浓度表示。二、一元弱酸或弱碱溶液二、一元弱酸或弱碱溶液pH的计算的计算一元弱酸水溶液的质子平衡：一元弱酸水溶液的质子平衡：HB在水溶液中解离平
18、衡：在水溶液中解离平衡：水的质子自递反应：水的质子自递反应：OHOHOHOH322BOHOHHB32*当当 ca Ka 20Kw时，时，忽略水的质子自递过程。忽略水的质子自递过程。初始初始平衡平衡HB+H2OB-+H3O+caH3O+B-00*当当ca/Ka500时时，ca-H3O+caKa=H3O+2ca-H3O+ca-H3O+Ka=H3O+B-HBcaH3O+,H3O+=Ka ca当当ca/Ka500时，时，H3O+=Ka2+4Kaca-Ka+2解：解：caKa=0.20 1.7610-520Kw采用简化公式采用简化公式：例：例：计算计算25时时0.20mol/L的的HAc溶液的溶液的pH
19、。(HAc的的Ka=1.7610-5)=1.14104500caKa0.201.7610-5=H3O+=caKa=0.20 1.7610-5=1.8810-3(mol/L)pH=-lg H3O+=-lg(1.8810-3)=2.73采用简化公采用简化公式前检查是式前检查是否符合两个否符合两个条件条件AcOHOHHAc32c(1-)ccc平衡浓度cccKac2 cKa=0.1001076.15=1.34%例：例：试计算试计算25，0.100mol/L的的HAc溶液的解离度溶液的解离度及及 H3O+。解：解：已知HAc的Ka1.7610-5H3O+c 0.100mol/L 1.34%1.34 10
20、-3mol/LOHHBOHB2B-在水溶液中解离平衡：在水溶液中解离平衡：水的质子自递反应：水的质子自递反应：OHOHOHOH322*当当 cbKb 20Kw时，时，忽略水的质子自递过程。忽略水的质子自递过程。一元弱碱水溶液的质子平衡：一元弱碱水溶液的质子平衡：初始初始平衡平衡cbOH-HB00*当当cb/Kb500时时,cb-OH-cbKb=OH-HB B-cb-OH-cbOH-,OH-=Kb cb当当cb/Kb500时，时，OH-=Kb2+4Kbcb-Kb+2OHHBOHB2Kb=OH-2cb-OH-采用简化公式采用简化公式：例：例：计算计算25 时时0.10mol/L NH3溶液的溶液的
21、pH。(NH3的的Kb=1.7910-5)=5.59103500cbKb0.101.7910-5=OH-=cbKb=0.10 1.7910-5=1.3410-3(mol/L)pOH=-lg OH-=-lg(1.3410-3)=2.87pH=pKw-pOH=14.00-2.87=11.13cbKb=0.10 1.7910-5 20Kw解：解：三、多元酸、碱三、多元酸、碱pH的计算的计算(自学自学)多级解离，以二元弱酸多级解离，以二元弱酸H2B为例：为例：Ka1=H3O+HB-H2BHBOHOHBH322H2B的一级解离平衡：的一级解离平衡：H2B的二级解离平衡：的二级解离平衡：232BOHOHH
22、BKa2=H3O+B2-HB H2O的质子自递反应：的质子自递反应：OHOHOHOH322Ka3=H3O+OH-当当 caKa1 20Kw时，忽略水的质子自递过程。时，忽略水的质子自递过程。caKa1500时，时，采用一元弱酸的简化公式：采用一元弱酸的简化公式：H3O+=Ka1ca。由于多元弱酸由于多元弱酸Ka1 Ka2 Ka3，当，当Ka1Ka2102时，时，忽略忽略H2B的第二级解离，将其当作一元弱的第二级解离，将其当作一元弱酸来处理，此时酸来处理，此时H3O+HB-，H2Sca。例例：计算计算25时时 0.10 molL-1 H2CO3溶液的溶液的 pH以以及及 HCO3-和和 CO32
23、-的浓度。的浓度。（已知（已知H2CO3的的Ka1=4.310-7，Ka2=5.61 10-11）解：解：1.Ka 1/Ka2102（当作一元弱酸来处理当作一元弱酸来处理）2.caKa1 =0.1 4.310-7 20Kw 3.ca/Ka1 500 采用一元弱酸的简化公式：采用一元弱酸的简化公式：H3O+=Ka1ca。HCO3-=H3O+CO32-=Ka2四、两性物质溶液四、两性物质溶液pH的计算的计算(自学自学)常见两性物质：常见两性物质：两性阴离子：两性阴离子：阳离子酸与阴离子碱组成的物质阳离子酸与阴离子碱组成的物质(弱酸弱碱盐弱酸弱碱盐)：氨基酸：氨基酸：如如:HCO3-、H2PO4-、
24、HPO42-如如:NH4Ac、NH4CN以以NH3+-CHR-COO-为代表为代表23323COOHOHHCOHCO3-作为酸：作为酸：H2O的质子自递反应：的质子自递反应：OHOHOHOH322以以NaHCO3为例：为例：酸常数为酸常数为H2CO3的的Ka2HCO3-作为碱：作为碱：23223COHOHOHHCO共轭酸共轭酸H2CO3的酸常数为的酸常数为Ka1 当当 caKa2 20Kw且且ca20Ka1而且两性物质浓而且两性物质浓度不太小时，忽略水的质子自递过程。度不太小时，忽略水的质子自递过程。H3O+=Ka1Ka2H3O+与起始浓度无关。与起始浓度无关。n例如例如H2PO4-，当，当c
25、aKa220Kw，且，且ca20Ka1时，时，H3O+=Ka1Ka2n而而HPO42-，当，当caKa320Kw，且，且ca20Ka2时，时，H3O+=Ka2Ka3n对于弱酸弱碱盐，如对于弱酸弱碱盐，如 NH4Ac，H3O+=Ka(HAc)Ka(NH4+)第四节第四节 缓冲溶液缓冲溶液n正常人体内在代谢过程中，不断产生酸性物质正常人体内在代谢过程中，不断产生酸性物质和碱性物质，进入血液，但血液的和碱性物质，进入血液，但血液的pH值仍能值仍能保持在保持在7.35 7.45之间。之间。lL纯水纯水pH7.0通入通入0.01molHClpH：2.0 pH：-5.00lL0.lmol醋酸和醋酸和0.1
26、mol醋酸钠醋酸钠pH4.75通入通入0.01molHClpH：4.66pH：-0.09 能抵抗外来能抵抗外来少量强酸、强碱或稍加稀释少量强酸、强碱或稍加稀释，而保持其而保持其pH基本不变的溶液。基本不变的溶液。一、缓冲作用、缓冲溶液及其组成一、缓冲作用、缓冲溶液及其组成缓冲作用：缓冲作用：缓冲溶液：缓冲溶液：缓冲溶液缓冲溶液对少量强酸、强碱或稀释的抵抗对少量强酸、强碱或稀释的抵抗作用作用。抗酸成分：抗酸成分：抗碱成分：抗碱成分：缓冲对缓冲对(缓冲系缓冲系)共轭碱共轭碱能对抗外来强酸称为能对抗外来强酸称为抗酸成分抗酸成分。组成缓冲溶液的组成缓冲溶液的共轭酸碱对共轭酸碱对的两种物质合称为的两种物
27、质合称为缓冲系缓冲系(buffer system)或缓冲对或缓冲对(buffer pair)。共轭酸共轭酸能对抗外来强碱称为能对抗外来强碱称为抗碱成分抗碱成分。1弱酸及其对应的共轭碱弱酸及其对应的共轭碱 例如，例如，HAc-NaAc,H2CO3-NaHCO3；3多元弱酸多元弱酸及其对应的共轭碱及其对应的共轭碱 例如：例如：NaHCO3-Na2CO3 NaH2PO4-Na2HPO4。2弱碱及其对应的共轭酸弱碱及其对应的共轭酸 例如：例如：NH3-NH4Cl；缓冲溶液的组成缓冲溶液的组成以以HAc-NaAc缓冲溶液为例缓冲溶液为例（）少量少量H+平衡向左移动平衡向左移动共轭碱是抗酸成分共轭碱是抗酸
28、成分二、缓冲作用机制二、缓冲作用机制HAc+H2OH3O+Ac-NaAc Na+Ac-以以HAc-NaAc缓冲溶液为例（缓冲溶液为例（）：）：少量少量OH-平衡向右移动平衡向右移动HAc+H2OH3O+Ac-NaAc Na+Ac-共轭酸是抗碱成分共轭酸是抗碱成分以以HAc-NaAc缓冲溶液为例（缓冲溶液为例（）：）：水水HAc+H2OH3O+Ac-NaAc Na+Ac-H3O+=KaB-HBH3O+=KaB-HBKa=H3O+HBB-1.缓冲溶液缓冲溶液pH值的计算值的计算(以以HB-B-缓冲系为例缓冲系为例)：三、缓冲溶液三、缓冲溶液pH+HBH2OB-H3O+pH=pKa+lgB-HB即即
29、pH=pKa+lg共轭碱共轭碱共轭酸共轭酸(2-14)亨德森亨德森-哈塞尔巴赫方程式哈塞尔巴赫方程式（Henderson-Hasselbach）2.亨德森亨德森-哈塞尔巴赫方程式的几点说明：哈塞尔巴赫方程式的几点说明：影响缓冲溶液的影响缓冲溶液的pH值值的因素：的因素：共轭酸的共轭酸的Ka值；值；缓冲对的缓冲对的缓冲比缓冲比 。B-HB 同一缓冲对的同一缓冲对的缓冲缓冲溶液，其溶液，其pHpH只取决于只取决于缓冲比缓冲比，改变缓冲比，改变缓冲比，pHpH亦随之改变，当亦随之改变，当缓缓冲比为冲比为1 1时，时，溶液的溶液的pH=pH=pKpKa aHBBlgppHa K 对对缓冲缓冲溶液溶液适
30、当适当进行进行稀释稀释，由于，由于BB-与与HBHB以相同的比例稀释，以相同的比例稀释，缓冲比几乎不变缓冲比几乎不变，溶液的溶液的pHpH几乎不变几乎不变。当用。当用大量大量的水进行的水进行稀释稀释时，时，pHpH略有升高略有升高。对于弱碱及其共轭酸组成的对于弱碱及其共轭酸组成的缓冲缓冲溶液，通溶液，通过过pKpKa a=pKpKw w-pK-pKb b求得求得pKpKa a值，上述公式仍适用。值，上述公式仍适用。B-的同离子效应使得的同离子效应使得HB的解离度很小，的解离度很小，HBcHB B-cB-，式，式(2-14)可写成：可写成：3.亨德森方程式的几个演变公式：亨德森方程式的几个演变公
31、式：pH=pKa+lgcB-cHB(2-15)已知溶液的总体积已知溶液的总体积V，式，式(2-14)可写成：可写成：(2-16)pH=pKa+lgnB-nHB 当所用的弱酸及其共轭碱的浓度相等时，当所用的弱酸及其共轭碱的浓度相等时，式式(2-14)可写成：可写成：(2-17)pH=pKa+lgVB-VHB例例1:0.60L缓冲溶液中含有缓冲溶液中含有0.35mol HAc 和和0.25molNaAc，计算溶液的计算溶液的pH值。值。4.600.154.750.350.25lg4.75nnlgppHaba K解：解：na=0.35mol，nb=0.25mol例例2:将将0.1mol/L HAc溶
32、液溶液50mL与与 0.1mol/L NaAc溶液溶液20mL混合，计算混合液的混合，计算混合液的pH值。值。(已知已知HAc的的pKa=4.76)解：解：混合液的缓冲对为：混合液的缓冲对为：HAcNaAc混合后的混合后的pH:cHAc=0.105070=0.07(mol/L)cAc-=0.102070=0.029(mol/L)pH=pKa(HAc)+lgcB-cHB=4.34=4.76+lg0.0290.07例例3:0.30molL-1HAc溶液溶液100mL和和0.10 molL-1NaOH溶液溶液100mL混合，制成缓冲溶液，计算混合，制成缓冲溶液，计算溶液的溶液的pH值。值。4.450
33、.020.01lg4.75lgppHaba nnK解：解：HAc+NaOH=NaAc+H2O 混合前：混合前：0.30.1 0.10.1 0 mol混合后：混合后：0.02 0 0.01 mol例例4:将将0.1mol/L KH2PO4溶液溶液20mL与与 0.1mol/L Na2HPO4溶液溶液2mL混合，求混合液的混合，求混合液的pH值。值。(已知已知H3PO4的的pKa1=2.16，pKa2=7.21，pKa3=12.32)解：解：混合液的缓冲对为：混合液的缓冲对为：H2PO4-HPO42-混合后的混合后的pH:cH2PO4-=0.102022=0.091(mol/L)cHPO42-=0
34、.10222=0.0091(mol/L)pH=pKa(H2PO4-)+lgcHPO42-cH2PO4-=6.21=7.21+lg0.00910.0911.缓冲容量缓冲容量（）指使单位体积缓冲溶液的指使单位体积缓冲溶液的pH改变一个单位所需改变一个单位所需加入强酸或强碱的物质的量。加入强酸或强碱的物质的量。四、缓冲容量四、缓冲容量=dna(b)V|dpH|为正值；为正值；dna(b)越大，使溶液改变一个越大，使溶液改变一个pH需加入强酸或强碱的量越需加入强酸或强碱的量越多，多，值越大，溶液的缓冲能力越强。值越大，溶液的缓冲能力越强。导出公式：导出公式：=2.303共轭酸共轭酸共轭碱共轭碱/c总总
35、c总总=共轭酸共轭酸+共轭碱共轭碱 总浓度总浓度 B-/HB一定时，一定时，c总越大，缓冲容量越大。总越大，缓冲容量越大。2.影响缓冲容量的因素影响缓冲容量的因素 缓冲比缓冲比 c总一定时，当总一定时，当 HB=B-时，缓冲容量最大，时，缓冲容量最大，用用极大表示，此时极大表示，此时pH=pKa；当；当 HB B-时，溶时，溶液的液的pH离离pKa越远，缓冲容量减小；越远，缓冲容量减小；cHBB2.303 pH=pKa1五、缓冲范围五、缓冲范围 pH=pKa1时，缓冲溶液具有缓冲能时，缓冲溶液具有缓冲能力力，此时，缓冲比在，此时，缓冲比在1：10到到10：1之间；之间；当缓冲比大于当缓冲比大于
36、10：1 或小于或小于1：10时，时，缓冲溶液基本失去缓冲作用的能力。缓冲溶液基本失去缓冲作用的能力。缓冲溶液具有缓冲能力的缓冲溶液具有缓冲能力的pH值范围称为缓冲值范围称为缓冲溶液的溶液的缓冲范围缓冲范围。-原则与步骤原则与步骤选择合适的缓冲对选择合适的缓冲对u 配制的缓冲溶液的配制的缓冲溶液的pH值值在所选缓冲对的在所选缓冲对的缓冲范围内缓冲范围内，并尽量，并尽量接近弱酸的接近弱酸的pKa值值；u 所选的缓冲对性质应所选的缓冲对性质应稳定、无毒稳定、无毒，不不与溶液中的反应物或产物反应与溶液中的反应物或产物反应。六、缓冲溶液的配制六、缓冲溶液的配制总浓度要适当总浓度要适当l 保证缓冲溶液中
37、有足够的抗酸成分和抗碱成分；保证缓冲溶液中有足够的抗酸成分和抗碱成分；l 总浓度太低，总浓度太低，缓冲容量过缓冲容量过小，没实用价值；小，没实用价值；l 总浓度太高，溶液的渗透压过高或离子强度太大总浓度太高，溶液的渗透压过高或离子强度太大也不适用。也不适用。l 一般控制在一般控制在0.050.20 molL-1之间，之间，值约在值约在0.010.1 molL-1 pH-1。缓冲比要尽可能接近缓冲比要尽可能接近1 缓冲比越接近缓冲比越接近1，缓冲容量越接近，缓冲容量越接近极大极大值，值，溶液的缓冲能力越大。溶液的缓冲能力越大。在具体配制时，常用相同浓度的共轭酸碱在具体配制时，常用相同浓度的共轭酸
38、碱溶液，按一定体积比来混合。溶液，按一定体积比来混合。pH=pKa+lgVB-VHB校正校正 如果对所配制的缓冲液要求比较高时，还需用如果对所配制的缓冲液要求比较高时，还需用pH计对所配缓冲溶液的计对所配缓冲溶液的pH加以校正，必要时加少量的加以校正，必要时加少量的酸或碱来调节，使所配溶液的酸或碱来调节，使所配溶液的pH与要求的相一致。与要求的相一致。例：例：如何配制如何配制100ml pH=4.9的缓冲溶液的缓冲溶液？解：解：(1)选择选择 HAc-NaAc 缓冲系，缓冲系，pKa =4.75；(2)确定总浓度：确定总浓度：选用选用0.10mol/L HAc溶液和溶液和0.10mol/L N
39、aAc溶液来配制；溶液来配制；(3)计算所需计算所需 HAc溶液和溶液和NaAc溶液的体积：溶液的体积：pH=pKa+lgVAc-VHAc4.90=4.76+lgVAc-VHAcVAc-VHAc=1.41VAc-+VHAc=100mL又VHAcVAc-=58.5mL;=41.5mL 用量筒量取用量筒量取0.10mol/L HAc溶液溶液41.5mL和和0.10mol/L NaAc溶液溶液58.5mL,混合搅拌即得混合搅拌即得100mL pH为为4.9的缓冲溶液；如的缓冲溶液；如有必要进行校对。有必要进行校对。人体血液的人体血液的pH值在值在7.357.45之间；之间；七、缓冲溶液在医学上的意义
40、七、缓冲溶液在医学上的意义pH7.35就会出现就会出现酸中毒酸中毒；pH7.45就会出现就会出现碱中毒碱中毒。人体血液中的缓冲对主要有：人体血液中的缓冲对主要有：人体血浆中：人体血浆中：，Na2HPO4NaH2PO4Na-血浆蛋白血浆蛋白H-血浆蛋白血浆蛋白红细胞中：红细胞中：，K2HPO4KH2PO4K-氧合血红蛋白氧合血红蛋白H 氧合血红蛋白氧合血红蛋白KHCO3H2CO3，NaHCO3H2CO3或或CO2(溶解溶解)，K-血红蛋白血红蛋白H-血红蛋白血红蛋白CO2+H2O肺呼出肺呼出肾肾H+OH-H2CO3HCO3-血浆中以血浆中以碳酸碳酸 碳酸氢盐碳酸氢盐缓冲对为主：缓冲对为主：血液中
41、的血液中的HCO3-“碱储备碱储备”血液中的血液中的 =20:1HCO3-COCO2 2 溶解溶解 红细胞内以红细胞内以血红蛋白血红蛋白和和氧合血红氧合血红蛋白蛋白这两对缓冲系的作用为主。这两对缓冲系的作用为主。代谢过程产生的大量代谢过程产生的大量CO2先与先与血红蛋血红蛋白离子白离子反应由血液运输至肺，并与反应由血液运输至肺，并与氧合血氧合血红蛋白红蛋白反应反应,释放出的释放出的CO2从肺呼出。从肺呼出。本章重点:v电解质溶液v酸碱质子理论 弱电解质的电离平衡 同离子效应与盐效应v溶液酸度的计算 一元弱酸弱碱溶液PH的计算v缓冲溶液解：解：NH4+OH-=NH3 +H2O加碱加碱前：前：0.
42、30.2 0.20.2 mol加碱加碱后：后：0.06-0.005 0.04+0.005 molpH=0.09例例3、往往200mL0.2molL-1NH3-0.3molL-1NH4Cl缓冲溶液中，加入缓冲溶液中，加入50mL0.1molL-1NaOH溶液，溶液，溶液的溶液的pH值改变多少？值改变多少？pKa(NH4+)=9.26 9.080.060.04lg9.26lgppHaba1 nnK加碱前：加碱前：9.170.0550.045lg9.26lgppHaba2 nnK加碱后：加碱后：离子相互作用理论离子相互作用理论离子氛：离子氛：带相反电荷的离子在中心离子周围所构成的球体带相反电荷的离子在中心离子周围所构成的球体离子缔合现象：离子缔合现象：部分阳离子和阴离子缔合成离子对作为独立部分阳离子和阴离子缔合成离子对作为独立 单位运动单位运动表观解离度、理论解离度表观解离度、理论解离度活度：电解质溶液中实际可起作用的离子浓度 B cB B称为活度因子活度因子反映了溶液中离子的相互牵制作用的程度。离子强度v公式 I=1/2 bizi2v离子强度反映离子间相互作用的强弱，I 越大，B越小；I 越小，B越大vI 只与离子浓度、电荷数有关，与离子种类无关
