第三节 缓冲溶液 一. 定义缓冲溶液： 能使溶液的pH不因外加少量酸、碱或溶 液适当稀释等因素而发生显著变化的溶液。 生理缓冲溶液人体液(37)正常pH 为7.35-7.45。每人每天耗O2600L, 产生CO2酸 量约合2L浓HCl, 除呼出CO2及肾排酸外, 归功于血液的缓冲作用。血红蛋白: HHb-KHb 血浆蛋白:HPr-NaPr氧络血红蛋白:HHbO2-KHbO2磷酸盐:H2PO4-HPO42-碳酸盐:H2CO3-HCO3-二. 缓冲容量1L 溶液的pH增加（或减小）1个单 位所需加入的强碱（酸）的物质的量。值越大，缓冲能力越强。三.影响缓冲容量的因素1. 总浓度c c2. c一定时，缓冲组分的浓度比愈接近于1：1，缓冲容量愈大。 最大在pH=pKa处。 - pH曲线1 3 5 7 9 11 13 pH2.88 4.76 8.88 pKa1086420102 H+ HAc+Ac - OH-0.1molL-1 HAc Ac-0.1molL-1常用缓冲溶液 (p348)缓缓冲溶液pKa缓缓冲范围围氨基乙酸+HCl2.351.53.0氯氯乙酸+NaOH2.8623.5甲酸+NaOH3.7734.5HAc+NaAc4.7645.5六次甲基四胺+HCl5.134.56.0H2PO4-+HPO42-7.216.58三羟羟甲基甲胺+HCl8.217.59硼砂(H3BO3+H2BO3-)9.248.510NH4+NH39.258.510常用标准缓冲溶液 (p349)标准缓冲溶液的pH是实验测定的,用于校准酸度计。缓缓 冲 溶 液pH (25oC) 饱饱和酒石酸氢钾氢钾 (0.034molL-1)3.557 邻邻苯二甲酸氢钾氢钾 (0.050molL-1)4.0080.025molL-1 KH2PO4 +0.025molL-1 Na2HPO4 6.865硼砂 (0.010molL-1)9.180 饱饱和氢氢氧化钙钙12.454四. 缓冲溶液的配制方法 1.按比例加入HA和A(NaAc+HAc, NH4Cl+NH3); 2.溶液中H+大, 加过量A-,溶液中OH-大, 加过量HA; 3.溶液中有HA,可加NaOH中和一部分,溶液中有A,可加HCl中和一部分;形成HA-A-共轭体系五.缓冲溶液pH值计算PBE式：以HA和H2O为零水准总浓度分别为Ca和Cb以A-和H2O为零水准HA = ca - H+ + OH-A- = cb + H + - OH-代入平衡关系 ,得精确式酸性,略去OH-:碱性,略去H+:若Ca OH- - H + 或Cb H + - OH- 则最简式例(a) 0.040molL-1 HAc 0.06molL-1 NaAc先按最简式:(b) 0.080molL-1二氯乙酸 0.12molL-1二氯乙酸钠先用最简式: molL-1caH+, cbH+ 结果合理 pH=4.94应用近似式:解一元二次方程，H+=10-1.65 molL-1 , pH=1.65 五.选择缓冲溶液的原则1. 缓冲溶液对分析过程没有干扰。2. 所需控制的pH应在缓冲溶液的缓冲范围之内。3. 缓冲溶液应有足够的缓冲容量。C 0.011mol/L第四节 酸碱指示剂甲基橙 Methyl Orange (MO)(CH3)2N(CH3)2N=N=NH =NNSO3-SO3-OH- H+红3.1-4.0(橙)-4.4黄pKa=3.41.作用原理: 酸形和碱形具有不同的颜色.MOMRPP3.1 4.44.4 6.28.0 9.8常用单一酸碱指示剂 (要记住)百里酚酞: 无色 9.4-10.0(浅蓝)-10.6蓝 酸碱式体混合色酸碱式体混合色1 1）InIn- - / / HInHIn 10 10 或或pH p KpH p Kinin +1 +1 碱式色碱式色2 2）InIn- - / / HInHIn 1/10 1/10 或或 pH p KpH p Kinin1 1 酸式色酸式色3 3）1/10 In1/10 In- - / / HInHIn 10 10 或或 p Kp Kinin1 pH p K1 pH p Kinin +1 +1 二、酸碱指示剂的变色范围二、酸碱指示剂的变色范围*讨论：Kin一定，H+决定比值大小，影响溶液颜色HIn H + + In -酸式体酸式体碱式体碱式体指示剂理论变色范围 pH = p Kin 1 指示剂理论变色点 pH = p Kin ，In- =HIn注：实际与理论的变色范围有差别，深色比浅色灵敏指示剂的变色范围越窄，指示剂变色越敏锐例：例：pKpKa a理论范围理论范围 实际范围实际范围 甲基橙甲基橙 3.4 2.44.4 3.14.43.4 2.44.4 3.14.4 甲基红甲基红 5.0 4.16.1 4.46.25.0 4.16.1 4.46.2酚酞酚酞 9.1 8.110.1 8.09.89.1 8.110.1 8.09.8 百里酚酞百里酚酞 10.0 9.011.0 9.410.6 10.0 9.011.0 9.410.6 三、关于混合指示剂三、关于混合指示剂组成1指示剂+惰性染料例：甲基橙+靛蓝（紫色绿色） 2两种或两种以上指示剂混合而成例：溴甲酚绿+甲基红（酒红色绿色） 特点变色敏锐；变色范围窄(利用颜色的互补作用）利用两种颜色互补作用，使指示剂变色范围变窄并敏锐甲基黄 2.9 pH 4.0次甲基蓝甲基黄+次甲基蓝(蓝) 3.0 pH 3.4蓝紫浅灰 绿红 橙 黄蓝 蓝 蓝混合指示剂不仅变色范围窄， 而且颜色改变也较明显，基本上没有过渡色。第五节 酸碱滴定 一. 酸碱滴定曲线和指示剂的选择 滴定曲线：溶液pH 随滴定分数（T）变化的曲线。 选择指示剂的原则:指示剂的变色点尽可能与化学计量点接近，以减 小滴定误差。在滴定突跃范围变色的指示剂可使滴定( 终点)误差小于0.1%。 滴定突跃：计量点前后由1滴(0.04mL)滴定剂所引起的溶液 pH的急剧变化，突跃过程所对应的pH范围为滴定突 跃范围。19.2.5 1. 强酸碱滴定0.10molL-1 NaOH滴定20.00mL 0.10molL-1 HClH+OH- =H2O Kt=1/Kw=1014.00-0.1%时 :pH=4.302. 滴定开始到sp前: H+=c(HCl)(未中和)1. 滴定前: H+=c(HCl)=0.1000molL-1 pH=1.003. sp时: H+=OH- pH=7.004. sp后:OH-=c(NaOH)(过量)+0.1%时:H+=2.010-10molL-1 pH=9.700.1000molL-1 NaOH滴定20.00mL 0.1000molL-1 HCl (p353) NaOH mLT%剩余HCl mL过过量 NaOHpHH+计计算0.00020.01.00滴定前:H+=c(HCl)18.0090.02.002.28sp前:H+=19.8099.00.203.0019.9899.90.024.30sp: H+=OH-=10-7.0020.00100.00.000.007.0020.02100.10.029.7020.20101.00.2010.70sp后:OH-=22.00110.02.0011.6840.00200.020.0012.52突 跃强酸碱滴定曲线 (p354)0.10molL-1 NaOH 0.10molL-1 HCl0.10molL-1 HCl 0.10molL-1 NaOHpH1210864200 1.0 2.0 滴定分数,T9.7 sp+0.1%4.3 sp-0.1%sp 7.0突 跃9.0 5.0 4.09.88.03.1*6.2*4.4PPMRMOPP 9.0MR 6.2MO 4.4PP 8.0MR 5.0不同浓度的强碱滴定强酸的滴定曲线 (p354)NaOHHCl0 1.0 2.0 pH1210864210.79.78.77.05.34.33.3PPMRMO5.0 4.49.06.24.43.1.01molL-1 0.1molL-1 1molL-1浓度增大 10倍，突 跃增加2个 pH单位。2. 一元弱酸碱的滴定(Ka(HAc)=10-4.76, Ka(HA)=10-7.00)NaOH mLT组组成pH HAcpH HAH+ 计计算式 00HA2.884.00 与滴定强酸的pH相同 10.000.500HA+A-4.767.00 18.000.900HA+A-5.717.95 19.800.990HA+A-6.679.00 19.960.998HA+A-7.469.56 19.980.999HA+A-7.769.70 20.001.000A-8.739.85 20.021.001A-+OH-9.7010.00 20.041.002A-+OH-10.00 10.13 20.201.010A-+OH-10.70 10.70 22.001.100A-+OH-11.68 11.68-0.1%:pH=pKa+3强碱滴定弱酸滴定曲线 (p356)0.10molL-1NaOHHAc 0.10molL-10 1.00 2.00 TpH121086420HAc Ac- Ac-+OH-突 跃6.24.4 3.19.7 8.7 7.74.35.0 4.