《同離子效應(yīng)和緩沖溶液》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《同離子效應(yīng)和緩沖溶液（16頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第 4章 酸堿平衡 幫助 返回 下頁(yè) 上頁(yè) 4.3.1 同離子效應(yīng)與緩沖溶液 結(jié)論：往 HAc中加入 NaAc或 HCl溶液時(shí)，會(huì)因增大 Ac 或 H+的濃度，而使 HAc的解離平衡向左移動(dòng)， HAc的 解離 度降低 。 aK c 第 4章 酸堿平衡 幫助 返回 下頁(yè) 上頁(yè) 試分析在 NH3溶液中加入 NaOH或 NH4Cl時(shí)，能否使 NH3 的解離平衡發(fā)生移動(dòng)？ NH3的解離度如何變化？ 想一 想 NH3+H2O NH4+OH- 這種在弱酸（或弱堿）溶液中加入具有相同離子的易溶強(qiáng) 電解質(zhì)，而使弱酸（或弱堿） 解離度降低 的現(xiàn)象，稱為 同離子 效應(yīng)。 第 4章 酸堿平衡 幫助 返回 下頁(yè) 上頁(yè)
2、 【 例 4-4】 在 0.10mol/LHAc溶液中，加入少量 NaAc晶體 （其體積忽略不計(jì)），使其濃度為 0.10mol/L，計(jì)算該混合溶 液的 H+濃度、 pH和 HAc的解離度。 解 設(shè)平衡時(shí)，已解離的 HAc相對(duì)濃度為 x，則 NaAc Na+ Ac HAc H+ Ac 初始濃度 /（ mol/L） 0.10 0 0.10 平衡濃度 /（ mol/L） 0.10-x x 0.10+x 由于同離子效應(yīng)使 HAc的解離度變的更小，因此可作如下近 似處理 0.10 A c H 0.10 H A c 0.10 0.10a xx xKx x 第 4章 酸堿平衡 幫助 返回 下頁(yè) 上頁(yè) 比較
3、【 例 4-1】 和 【 例 4-4】 的計(jì)算結(jié)果，得知同離子效應(yīng) 可使弱電解質(zhì)的解離度顯著降低。 由附錄一查得， =1.75 10-5，則 H+= x= =1.75 10-5 則 c（ H+） =1.75 10-5 mol/L pH= lgH+= lg(1.75 10-5)=4.8 0.10 A c H 0.10 H A c 0.10 0.10a xx xKx x aK aK -51.75 10 m ol / L 0.00175%H A c 0.10 m ol / Lxc 第 4章 酸堿平衡 幫助 返回 下頁(yè) 上頁(yè) 從上述過(guò)程可以總結(jié)出，在 弱酸 -共軛堿 溶液中， H+近 似計(jì)算式 (4-
4、9) +H a cK c 酸 共 軛 堿 (4-10) p H = p l g a cK c 酸 共 軛 堿 則 AcHAc Ac H A ckH a 第 4章 酸堿平衡 幫助 返回 下頁(yè) 上頁(yè) 同理，可以推導(dǎo)出 弱堿 -共軛酸 溶液中 OH-近似計(jì)算式為 (4-11) 則 (4-12) O H b cK c 堿 共 軛 酸 p O H p l gb cK c 堿 共 軛 酸 第 4章 酸堿平衡 幫助 返回 下頁(yè) 上頁(yè) 4.3.2 緩沖溶液 能保持溶液 pH基本 不變的溶液，稱為 緩沖溶液 。 緩沖溶液的緩沖作用： 夠抵抗少量外加強(qiáng)酸、強(qiáng)堿或適 度稀釋，而使溶液的 pH無(wú)明顯變化的作用 。 2
5、緩沖作用原理 第 4章 酸堿平衡 幫助 返回 下頁(yè) 上頁(yè) 下列各組物質(zhì)中，不能用來(lái)制備緩沖溶液的是 A NH4Cl和 NH3H 2O B NaAc和 HAc C NaH2PO4和 Na2HPO4 D NaOH和 Na2CO3 想一 想 第 4章 酸堿平衡 幫助 返回 下頁(yè) 上頁(yè) 在由 HAc-NaAc構(gòu)成的緩沖溶液中， NaAc完全解離，而 HAc存在如下解離平衡 HAc H+ Ac NaAc Na+ Ac Ac 和 HAc分子分別稱為 抗酸組分 和 抗堿組分 。 緩沖作用原理 第 4章 酸堿平衡 幫助 返回 下頁(yè) 上頁(yè) 緩沖溶液中的 H+ 相對(duì)濃度和 pH可按式 (4-9)、 (4-10)計(jì)
6、算。 當(dāng)適度稀釋緩沖溶液時(shí)，由于 HAc和 Ac 的濃度同時(shí)降低， c（ HAc）與 c（ Ac ）的比值（即 c酸 /c共軛堿 ）基本不變，因此， 溶液中的 H+ 濃度基本不變， pH穩(wěn)定。 想一 想 NH4Cl-NH3溶液是如何發(fā)揮緩沖作用的？指出其抗酸 組分和抗堿組分 。 第 4章 酸堿平衡 幫助 返回 下頁(yè) 上頁(yè) 注意： 緩沖溶液的緩沖作用有的一定的范 圍 ， 當(dāng)加入的強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的量超過(guò)了緩沖對(duì) 的抗酸和抗堿的能力或過(guò)度稀釋時(shí) ， 則溶液 會(huì)失去緩沖作用 。 第 4章 酸堿平衡 幫助 返回 下頁(yè) 上頁(yè) 【 例 4-5】 計(jì)算 20mL0.20 mol/L HAc和 30mL0.20 m
7、ol/L NaAc混合溶液 pH。 解 稀溶液混合體積有加合性，由于 NaAc在溶液中完全解 離，故 - 0 .2 0 m o l /L 3 0 m LA c N a A c 0 .1 2 m o l /L5 0 m Lcc 0.2 0m ol /L 20 m LH A c 0.0 8m ol /L50 m Lc H A cp H = p l g Aca cK c 由附錄一查得， =1.75 10-5 aK 第 4章 酸堿平衡 幫助 返回 下頁(yè) 上頁(yè) 則 5 0.08m ol /LpH l g 1.75 10 l g 0.12 m ol /L pH=4.9 3緩沖范圍 緩沖溶液的緩沖能力有限，
8、當(dāng)共軛酸堿對(duì)的濃度之比（即 c 酸 /c共軛堿 ）為 1 1時(shí)，緩沖溶液的緩沖能力最大。通常， c酸 /c共 軛堿 =0.110時(shí)，緩沖溶液具有明顯的緩沖能力，此時(shí) (4-13) 該 pH范圍稱為緩沖溶液的有效緩沖范圍，簡(jiǎn)稱 緩沖范圍 。 pH = p 1aK (4-10) p H = p l g a cK c 酸 共 軛 堿 第 4章 酸堿平衡 幫助 返回 下頁(yè) 上頁(yè) 選擇和配制緩沖溶液時(shí)，首先要參考緩沖范圍，選擇合適 的共軛酸，使 落在緩沖范圍之內(nèi)，然后通過(guò)調(diào)節(jié)共軛酸堿對(duì)的 濃度比（ c酸 /c堿 ）來(lái)達(dá)到要求。 【 例 4-6】 用 10mL 6.0mol/LHAc溶液，配制 pH=4.
9、5的 HAc-NaAc緩沖溶液 100mL，需稱取 NaAc3H2O多少克？ 解 由附錄一查得， =1.75 10-5。 aK 因?yàn)?H A cp H = p l g Aca cK c 所以 5 H A c4 .5 l g 1 .7 5 1 0 l g Ac c c 第 4章 酸堿平衡 幫助 返回 下頁(yè) 上頁(yè) 配制的緩沖溶液中， HAc的濃度為 H A clg 0 .2 6 Ac c c H A c 1 .8 2 Ac c c 6.0m ol /L 10m LHA c 0.6 m ol /L100m Lc - 1 .8 2A c 3 . m o l /L0 .6 m o l /Lco則 n（
10、NaAc3H2O） = n(Ac-)= 3.0mol/L 0.1L=0.3 mol m（ NaAc3H2O） = n(NaAc3H2O)M(NaAc3H2O) m（ NaAc3H2O） = 0.3mol 136g/mol=40.8 g 第 4章 酸堿平衡 幫助 返回 下頁(yè) 上頁(yè) 選擇： 1欲配制 pH=3的緩沖溶液，選擇下列那種物質(zhì)與其共 軛酸（或共軛堿）的混合溶液比較合適（ ）。 A HCOOH( =1.77 10-4) B HAc( =1.75 10-5) C NH3 ( =1.8 10-5) D HCN( =6.2 10-10) 2當(dāng)共軛酸堿對(duì)的濃度之比為何值時(shí)，其溶液具有有效 緩沖能力。（ ） A c酸 /c堿 =110 B c酸 /c堿 =0.11 C c酸 /c堿 =15 D c酸 /c堿 =0.110 aK aK aK bK
同離子效應(yīng)和緩沖溶液
