缓冲溶液课件.ppt
五、缓冲溶液 1、 缓冲溶液组成缓冲机制 2、 缓冲溶液的pH计算 3、 缓冲容量和缓冲范围 4、 缓冲溶液的实际意义,1,PPT课件,1、缓冲溶液组成及缓冲机制,0.10 molL-1 NaCl溶液,NaCl溶液中加入HCl到0.010 molL-1 溶液的pH由7变为2，改变了5个pH单位。,2,PPT课件,0.10 molL-1 HAc 0.10 molL-1 NaAc溶液,0.10 molL-1 HAc 0.10 molL-1 NaAc溶液溶液中加入HCl到0.010 molL-1 溶液的pH由4.75变为4.74，改变仅0.01pH单位。,3,PPT课件,缓冲溶液：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。,缓冲作用：缓冲溶液所具有的抵抗外加少量强酸或强碱的作用。,（一）缓冲溶液,较浓的强酸、强碱也具有缓冲作用*，但实际上很少作为缓冲溶液使用。 通常我们所说的缓冲溶液，一般是由足够浓度的共轭酸碱对的两种物质组成。,4,PPT课件,（二）缓冲溶液的组成,缓冲溶液一般由足够浓度的共轭酸碱对的两种物质组成。 组成缓冲溶液的共轭酸碱对的两种物质合称为缓冲系(buffer system)或缓冲对(buffer pair)。 HAc-NaAc ； NH3-NH4Cl,5,PPT课件,常见的缓冲系,6,PPT课件,（三）缓冲溶液的缓冲作用机制,以HAc-NaAc缓冲溶液为例（与酸作用）,少量H+,平衡向左移动,7,PPT课件,以HAc-NaAc缓冲溶液为例（与碱作用）：,少量OH-,平衡向右移动,8,PPT课件,以HAc-NaAc缓冲系为例:,由于同离子效应，达平衡时，HAc几乎完全以分子状态存在，所以溶液中含有大量的HAc与Ac-，且为共轭酸碱对。,(1)Ac-(共轭碱)为缓冲溶液的抗酸成分*。,(2)HAc(弱酸) 为缓冲溶液的抗碱成分*。,HAc + H2O H3O+ + Ac-,NaAc Na+ + Ac-,大量,大量,9,PPT课件,总之，由于缓冲溶液中同时含有较大量的弱酸(抗碱成分)和共轭碱(抗酸成分)，它们通过弱酸解离平衡的移动以达到消耗掉外来的少量强酸、强碱，或对抗稍加稀释的作用，使溶液的H+离子或OH-离子浓度没有明显的变化，因此缓冲溶液具有缓冲作用。 但缓冲溶液的缓冲作用不是无限的。,10,PPT课件,2、 缓冲溶液的pH 一、缓冲溶液pH的计算公式 二、缓冲溶液pH的计算公式的校正,11,PPT课件,一、缓冲溶液pH的计算公式*,以HB-NaB 表示缓冲系，溶液中存在如下质子转移平衡：,12,PPT课件,HB的浓度为b(HB) (或称起始浓度,配制浓度)，NaB的浓度为b(NaB)；HB解离部分的浓度为b(H3+O) 。,则： HB平 = b(HB) - b(H3+O) * B-平 = b(NaB)+ b(H3+O) * HB平b(HB) ，B-平b(NaB) b(B-) *,13,PPT课件,若缓冲溶液的体积以V 表示，则,由上式可得 缓冲溶液的pH值取决于弱酸的解离常数Ka及B/HB(缓冲比)。,所以式子可改写为：,14,PPT课件,1、缓冲溶液的pH值首先取决于弱酸的离解常数Ka值，即主要取决于共轭酸的性质。 Ka值于温度有关，所以温度对缓冲溶液的pH有影响。主要对Ka与水的KW均有影响。,2、其次取决于缓冲对浓度的比例-缓冲比， 当pKa一定时，pH值随着缓冲比的改变而改变。缓冲比为1时，pH = pKa。,3、当加入少量水稀释溶液时，缓冲溶液的缓冲比不变，即缓冲溶液有一定的抗稀释能力。,15,PPT课件,一、缓冲容量 二、影响缓冲容量的因素 三、缓冲范围,3、 缓冲容量和缓冲范围,16,PPT课件,3、缓冲容量和缓冲范围,一、缓冲容量 任何缓冲溶液的缓冲能力都是有一定限度的，即当强酸或强碱超过一定量时，缓冲溶液的pH将发生较大的变化，从而失去缓冲能力，因此缓冲容量来衡量缓冲溶液的缓冲能力的大小。 缓冲容量定义为： 利用上式可以推导出缓冲容量的计算公式：,17,PPT课件,二、影响缓冲容量的因素*,向50.0mL总浓度为0.2molL-1 HAc-Ac-的缓冲溶液中，加入0.05mL 1.0molL-1的NaOH溶液，根据不同缓冲比时，各溶液pH的变化情况，可算出相应的,18,PPT课件,同一缓冲体系，缓冲比一定，总浓度愈大，缓冲容量愈大。同一缓冲体系，总浓度一定，缓冲比越接近1，缓冲容量越大；缓冲比等于1，缓冲容量最大。总浓度相同的缓冲溶液，具有相同的极大值，与缓冲系的种类无关。（极大=0.576 c总 ）,影响缓冲容量的因素：缓冲溶液的总浓度和缓冲比,19,PPT课件,三、缓冲范围,缓冲溶液pH=pKa1变化范围称为缓冲范围。,缓冲系不同，各弱酸的pKa不同，则缓冲范围不同。,20,PPT课件,4、 缓冲溶液的实际意义,通常用HF和NH4F的混合溶液清洗半导体器件硅片表面的氧化物（SiO2），在一定的PH下使SiO2成为SiF4气体而除去。金属器件进行电镀时的电镀液常用缓冲溶液来控制一定的PH值。在土壤中存在复杂缓冲系统，能使土壤维持一定的pH，从而保证了植物的正常生长。,21,PPT课件,谢 谢！,组员：赵旭瑜，朱幸垚，曹玲微，周彬,22,PPT课件,
