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1、1,3.4 酸堿緩沖溶液生理緩沖溶液,人體液(37)正常pH 為7.35-7.45。每人每天耗O2600L, 產(chǎn)生CO2酸量約合2L濃HCl, 除呼出CO2及腎排酸外, 歸功于血液的緩沖作用。 血紅蛋白: HHb-KHb 血漿蛋白:HPr-NaPr 氧絡血紅蛋白:HHbO2-KHbO2 磷酸鹽:H2PO4--HPO42- 碳酸鹽:H2CO3-HCO3- (1.35mmolL-127 mmolL-1) pH=6.10+lg20=7.40,2,3.4.1 緩沖容量 (p87),1L 溶液中引入強堿或強酸的 mol數(shù)與pH變化量的比值。,3, - pH曲線 (p88),強
2、酸:H+=2.3H+2.3c(HCl) ( pH11) 共軛體系:HA A- HA A- = 2.3cx1x0,4,共軛體系緩沖容量的特點：,（1）c, c增大, 增大 （2）H+ = Ka (pH=pKa)時, max = 0.575c （3）緩沖范圍: pKa-1 < pH < pKa+1,5,3.4.2 緩沖溶液的選擇,1.有較大的緩沖能力: c 較大(0.011molL-1); pHpKa, 即cacb11,4.5 6,810,HAc NaAc : pKa=4.76 (pH 45.5) NH4OHNH3: pKb=4.75 (pH ) (CH2)6N4 (CH2)6N4H
3、+: pKb=8.87 (pH ),2.不干擾測定(EDTA滴定Pb2+,不用HAc-Ac-)。,6,常用緩沖溶液 (p89),7,3.4.3 緩沖溶液的配制方法,1.按比例加入HA和A(NaAc+HAc, NH4Cl+NH3); 2.溶液中H+大, 加過量A-, 溶液中OH-大, 加過量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-共軛體系,8,配制緩沖溶液的計量方法,方法1: (確定引入酸or堿) 1.按所需pH求ca/cb: pH0=pKa+lg(cb /ca); 2.按引入的酸(堿)量ca及pH變化限度計算ca和
4、cb: 3.據(jù)ca,cb及所需溶液體積配制溶液.,9,方法2: (確定引入酸or堿),1.分別計算pH0和pH1時的x(HA)、x(A) 2.引入酸的量c(HCl)= x(HA)c總 (引入堿的量c(NaOH)= x(A)c總) 求出c總 3.pH0時 ca=c總x(HA) cb=c總x(A),10,方法3: (引入酸堿均適用),1.根據(jù)引入的酸(堿)量求 2.根據(jù)所需pH求總濃度c: =2.3cx0 x1 3.按x0與x1的比值配成總濃度為c的緩沖溶液.,11,,例3.17 (p88) 欲制備200 mL pH=9.35 的NH3-NH4Cl緩沖溶液，且使該溶液在加入1.0 mm
5、ol 的HCl或NaOH時， pH的改變不大于0.12單位，需用多少克NH4Cl和多少毫升1.0 mol/L氨水？ pKb(NH3)=4.75,12,解,又,m(NH4Cl)=cx(NH4+) V M(NH4Cl),V(NH3)=c x(NH3) V /c(NH3),13,全域緩沖溶液-pH圖,Britton-Robinson緩沖溶液 (H3PO4-HAc-H3BO3),14,3.4.4 常用標準緩沖溶液 (p91),標準緩沖溶液的pH是實驗測定的,用于校準酸度計。,15,,3.5 酸堿指示劑(p93),甲基橙 Methyl Orange (MO),3.5.1 作用原理: 酸形和堿形具有不
6、同的顏色.,16,甲基橙的x-pH圖 (p95),17,,,,,,,,,,,,,,,,,,,MO MR PP,3.1 4.4,4.4 6.2,8.0 9.6,4.0 pT,5.0 pT=pKa,9.0,常用單一酸堿指示劑 (要記住),百里酚酞: 無色 9.4-----10.0(淺藍)------10.6藍,18,混合指示劑： 甲基紅+溴甲酚綠,5.0------5.1-------5.2 暗紅 灰 綠 用于Na2CO3標定HCl時指示終點 由于顏色互補使變色間隔變窄, 變色敏銳.,19,3.5.2 影響指示劑變色間隔的因素,1.指示劑用量: 宜少不宜多, 看清顏色即可 2.
7、 溫度: 溫度影響pKa , 影響變色間隔, 一般應室溫滴定 3. 鹽類: 離子強度影響pKa,20,3.6 酸堿滴定曲線和指示劑的選擇,選擇指示劑的原則: 指示劑的變色點盡可能與化學計量點接近，以減小滴定誤差。在滴定突躍范圍變色的指示劑可使滴定(終點)誤差小于0.1%。,直接滴定：指示劑在化學計量點前變色，誤差為 ； 指示劑在化學計量點后變色，誤差為 。 返滴定：,滴定曲線： 溶液pH 隨中和百分數(shù)（T%）變化的曲線。,誤差符號相反。,21,3.6.1 強酸堿滴定 0.10molL-1 NaOH滴定20.00mL 0.10molL-1 HCl,H++OH- =H2O K
8、t=1/Kw=1014.00,-0.1%時:,pH=4.30,2. 滴定開始到sp前: H+=c(HCl)(未中和),1. 滴定前: H+=c(HCl)=0.1000molL-1 pH=1.00,22,3. sp時: H+=OH- pH=7.00,4. sp后:OH-=c(NaOH)(過量),+0.1%時:,H+=2.010-10molL-1 pH=9.70,23,0.1000molL-1 NaOH滴定20.00mL 0.1000molL-1 HCl (p99),,突躍,24,強酸堿滴定曲線 (p99),0.10molL-1 NaOH 0.10molL-1 HCl,0.10molL-1 HC
9、l 0.10molL-1 NaOH,PP 9.0 MR 6.2 MO 4.4,PP 8.0 MR 5.0,25,不同濃度的強堿滴定強酸的滴定曲線 (p101),NaOH HCl,濃度增大10倍，突躍增加2個pH單位。,26,3.6.2一元弱酸堿的滴定 (Ka(HAc)=10-4.76, Ka(HA)=10-7.00),,,,,,,-0.1%:pH=pKa+3,27,強堿滴定弱酸滴定曲線 (p103),0.10molL-1 NaOH HAc 0.10molL-1,突躍處于弱堿性,只能選酚酞作指示劑.,28,pH,NaOH滴定HAc(濃度不同),(p104),濃度增大10倍，突躍增加1個p
10、H單位,29,滴定突躍 HCl:4.3-9.7 HAc:7.7-9.7 HA:9.7-10.0,0.1molL-1NaOH滴定0.1molL-1 HA(Ka不同),Ka增大10倍，突躍增加一個pH單位,對于0.1molL-1 的HA, Ka10-7才能準確滴定. 即cKa10-8,30,0.1molL-1 HCl,,NH3 0.1molL-1 pKb=4.75,(p105),突躍處于弱酸性,選甲基紅或甲基橙作指示劑.,強酸滴定弱堿,8.0,31,H++HA HA A A+OH- (p107),,,,O NIII O NII O NI,MIII O MII O MI O,Ka=10-
11、9 Kb=10-5,Ka=10-7 Kb=10-7,Ka=10-5 Kb=10-9,pH,3.6.3 總結 一元弱酸或弱堿及其與強酸或強堿混合物的滴定曲線 (0.1molL-1),中和百分數(shù),Q R S T,Ka<10-7 時, 返滴定行嗎？,Ka=10-7 為界,32,3.6.4 多元酸能分步滴定的條件:,被滴定的酸足夠強, cKa110-8 lgKa足夠大, 若pH=0.3, 允許Et=0.5%, 則需lgKa5,多元酸一步滴完的條件:,混合酸分步滴定及全部滴定的條件?,lgKa=4, Et1% lgKa=6 , Et 0.1%,cKan10-8,33,pH,0
12、 100 200 300 400 (T%),,,,,0.5%,0.5%,10.0 9.4,5.0 4.4,pKa lgKa 2.16 7.21 12.32,,,5.05,5.11,pHsp1= 4.7 pHsp2= 9.7,H3PO4 H2PO4- HPO42- PO43-,H3A+H2A-,H2A-+HA2-,HA2-+A3-,A3-+NaOH,sp3 sp2 sp1,NaOH滴定0.1molL-1H3PO4 (p111),34,NaOH滴定H3PO4 時指示劑的選擇,pKa1(2.16) pKa2(7.21) pKa3(12.32) H3PO4 H2PO4- HPO42- PO43- pHsp1= 4.7 pHsp2= 9.7,,sp3: 2HPO42- + 3Ca2+ = Ca3(PO4)2 + 2H+,,,,百里酚酞至淺藍 (pT=10.0),MO至黃 (4.4) (同濃度NaH2PO4參比),,PP,
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