资源简介

(共13张PPT)
单元四 溶液
溶液的浓度表示及换算
稀溶液的依数性
酸碱质子理论和解离平衡
溶液的pH及计算 、溶液酸度的控制
教学内容
熟悉溶液的浓度表示方法、相关计算与换算；
理解稀溶液的依数性及其应用；
了解酸碱质子理论，掌握水的质子自递及常见酸碱溶液pH的相关计算；
理解缓冲溶液的组成及作用，掌握缓冲溶液的配制及应用；
教学目标
实验事实：
向纯水(pH=7.0)中加入少量酸或碱，pH值如何变化？
向HAc-NaAc混合液中加入少量酸或碱，溶液的pH值如何变化？
任务五 溶液酸度的控制（缓冲溶液)
（一）缓冲溶液:具有稳定溶液酸度作用的溶液。
　　能抵抗少量强酸、强碱和水的稀释而保持体系的pH值基本不变。
-----变化显著
-----基本不变
一、酸碱缓冲溶液的作用原理
（二）缓冲溶液的作用原理
例： HAc—NaAc缓冲溶液
①外加少量HCl(aq)：
②外加少NaOH(aq) ：
③加少量水稀释：
c HAc↓，据稀释定律， ，达新平衡时，
[H+]减少不多。
c HAc、c NaAc较大；
[H+]较小。
平衡左移， ，重新平衡时[H+]增加不多。
平衡右移， ↑,重新平衡时[H+]
减少不多。
任务五 溶液酸度的控制（缓冲溶液)
结论：少量外来酸碱的加入不会影响缓冲溶液的pH值。
(注意:缓冲溶液缓冲能力有一定限度。)
（三）缓冲体系的组成
一对弱的共轭酸碱（缓冲对，HAc-NaAc、NH3·H2O -NH4Cl）；
两性物质的溶液及其混合物（ NaH2PO4-Na2HPO4 ）；
高浓度的强酸或强碱（NaOH、HCl）。
缓冲
溶液
任务五 溶液酸度的控制（缓冲溶液)
设缓冲组分的浓度分别为cHA 、 cA- ，设溶液中[H+]=x,平衡时有： HA H+ + A
cHA - x x cA-+ x
二、缓冲溶液[H+] (pH)的计算(一对弱的共轭酸碱)
HA、A－较大，同离子效应使HA的解离很少，cHA - x ≈ cHA ， cA-+ x ≈ cA- ，则有：
任务五 溶液酸度的控制（缓冲溶液)
缓冲溶液的pH取决于两个因素:Ka(Kb)及组分比，适当改变浓度比值，可在一定范围内配制得不同pH值的缓冲溶液。
适当地稀释缓冲溶液时，酸和碱同等程度地减少，pH值基本保持不变。(稀释过度，溶液的pH值会发生明显的变化。)
加入少量强酸或强碱后，ca，cb的数值有一定变化，其比值ca/cb基本不变
讨论：
一般式
或
任务五 溶液酸度的控制（缓冲溶液)
[例]将400mgNaOH（S）分别加到下列两种溶液中，体积均为1L。分别计算这两种溶液PH值的变化。（1）0.1mol/L的HAc；（2）0.1mol/L的HAc和0.1mol/L的NaAc的混合溶液。(HAc 的pKa=4.75）
解：（1）HAc溶液有：
　　向１L该溶液中加入400mgNaOH后，部分HAc与之反应生成NaAc，构成缓冲溶液，有：
△pH1＝ pH1‘－pH1＝3.79－2.88＝0.91
任务五 溶液酸度的控制（缓冲溶液)
（2）0.10mol/LHAc-NaAc缓冲溶液的pH值为：
向1L这样的缓冲溶液中加入400mgNaOH后，部分HAc与NaOH作用生成NaAc。
△pH2＝ pH2‘－pH2＝4.84－4.75＝0.09
任务五 溶液酸度的控制（缓冲溶液)
HAc ~ NaAc体系中
加入HCl、NaOH后组分浓度的变化
任务五 溶液酸度的控制（缓冲溶液)
NH3-NH4Cl缓冲液的缓冲机理同此。
缓冲溶液具有抵抗少量强酸或强碱加入以及稀释对溶液酸度的影响。但这种能力是有限的，且只能在一定酸度范围内有这种能力。
任务五 溶液酸度的控制（缓冲溶液)
三、缓冲容量和缓冲范围
影响因素：总浓度（c↑，β ↑ ）和组分的浓度比（组分浓度比为1时，β最大）有关。两组分的浓度控制在0.05~0.5mol/L之间较适宜。
pH=pKa±1，两组分的浓度比控制在1:10与10:1之间较适宜。
缓冲溶液
缓冲能力的标度
1.缓冲容量（β）：衡量缓冲溶液能力大小的尺度。
定义：使溶液的pH值改变一单位所需加入的强酸或强碱的量。所需酸或碱的量越大，β越大。
2.缓冲范围：缓冲溶液的有效pH范围。
四、缓冲溶液的选择与配制
（一）缓冲溶液的分类
普通酸碱缓冲溶液：用于化学反应或生产过程中酸度
的控制，在实际工作中应用很广。
标准酸碱缓冲溶液：用于校正酸度计（pH计）
对正常的化学反应或生产过程不构成干扰。
应具有较强的缓冲能力（ pKa 与pH 相接近）。
所需控制的pH 值应在缓冲溶液的缓冲范围内（0.05～0.5mol/L，且缓冲对的原始浓度尽量相同）。
（二）缓冲溶液选择与配制时注意事项
任务五 溶液酸度的控制（缓冲溶液)
重点内容回顾
溶液浓度的表示与换算关系；
稀溶液的依数性及其应用
电解质溶液和解离平衡
酸碱质子理论及酸碱反应的本质；
溶液的酸碱性及常见酸碱溶液的pH计算；
缓冲溶液的作用、pH计算、缓冲容量及影响因素。

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