缓冲溶液配制优质课件

缓缓冲溶液配制冲溶液配制【实验原理实验原理】缓冲溶液缓冲溶液（buffer solution）定义：能够抵抗少量定义：能够抵抗少量外来强酸、强碱外来强酸、强碱，或在，或在有限量稀释有限量稀释时，保持其时，保持其pH基本不变基本不变的溶液。的溶液。1.组成：由足够浓度和适当比例的组成：由足够浓度和适当比例的共轭酸碱对共轭酸碱对(buffer pair)两种物质组成。共轭酸称为抗碱两种物质组成。共轭酸称为抗碱成分，共轭碱称为抗酸成分。成分，共轭碱称为抗酸成分。缓冲溶液实验缓冲溶液实验人体内的缓冲系人体内的缓冲系 在人体内各种酶只有在一定在人体内各种酶只有在一定pH值范围的体液中才具值范围的体液中才具有活性。在体外，细胞的培养、组织切片和细菌的染色、有活性。在体外，细胞的培养、组织切片和细菌的染色、血库中血液的冷藏，某些药物配制成溶液。血库中血液的冷藏，某些药物配制成溶液。pH值也要保值也要保持恒定。持恒定。424223323PONaHHPONa，蛋白 血浆-H蛋白 血浆-Na，溶解CONaHCO或写成COHNaHCO424223323POKHHPOK,白 蛋 红 氧合血-H白 蛋 红 氧合血-K,蛋白 血红-H蛋白 血红-K，溶解COKHCO或写成COHKHCO一、人体内的缓冲系一、人体内的缓冲系血浆：血浆：细胞：细胞：一、人体内的缓冲系一、人体内的缓冲系 碳酸氢盐缓冲系在血液中浓度最高，缓冲能力最大，碳酸氢盐缓冲系在血液中浓度最高，缓冲能力最大，维持血液正常维持血液正常pH值的作用也最重要。值的作用也最重要。人体血液的人体血液的pH值为值为7.357.45。血液的主要缓冲系统。血液的主要缓冲系统存在如下平衡：存在如下平衡：CO2(溶解溶解)+H2O H2CO3 H+HCO3-当当H+增加时，抗酸成分增加时，抗酸成分HCO3-与它结合使上述平衡与它结合使上述平衡向左移动，使向左移动，使H+不发生明显改变。当不发生明显改变。当H+减少时，上述减少时，上述平衡向右移动，使平衡向右移动，使H+不发生明显改变。不发生明显改变。n例：例：HAcAc-体系（体系（m.p.=16.6,冰醋酸）冰醋酸）n当加入少量当加入少量强酸强酸时，增加的时，增加的H3O+与与Ac-作用作用，质子，质子转移平衡转移平衡左移左移，溶液的，溶液的pH保持基本不变；保持基本不变；n当加入少量当加入少量强碱强碱时，时，加入的加入的OH-与与H3O+结合，质子结合，质子转移平衡转移平衡右移右移，以补充消耗掉的，以补充消耗掉的H3O+离子，而溶液离子，而溶液的的pH保持基本不变保持基本不变HAc+H2OH3O+Ac-抗抗酸酸成分成分抗抗碱碱成分成分缓冲溶液实验缓冲溶液实验 pH计算公式计算公式:弱酸弱酸(HB)及其及其共轭碱共轭碱(B-)组成的缓冲溶液：组成的缓冲溶液：由由共轭酸碱对组成共轭酸碱对组成的缓冲溶液的的缓冲溶液的pH的计算公式的计算公式Henderson-Hassabach方程：方程：HB+H2OH3O+B-HBBOH3aK-aaB pH=plg=plgHBKK共轭碱共轭酸缓冲溶液实验缓冲溶液实验缓冲溶液实验缓冲溶液实验【实验目的实验目的】掌握缓冲溶液的掌握缓冲溶液的配制配制方法。方法。掌握缓冲溶液的掌握缓冲溶液的性质性质和和缓冲容量缓冲容量的测定方法的测定方法。酸度计的使用酸度计的使用配制缓冲溶液时，配制缓冲溶液时，若弱酸及其共轭碱液若弱酸及其共轭碱液 c(HB)=c(B-)HB)()B(lg p pH HB)(HB)()B()B(lg p HB)()B(lg p pH-a-a-aVVKVcVcKnnK 缓冲溶液的缓冲溶液的pH由弱酸的解离常数由弱酸的解离常数Ka和溶液中和溶液中共轭酸碱对的浓度比即共轭酸碱对的浓度比即缓冲比缓冲比所决定。所决定。配制缓冲溶液时，如果使用相同浓度的弱酸和配制缓冲溶液时，如果使用相同浓度的弱酸和其共轭碱，则可用体积比代替浓度比其共轭碱，则可用体积比代替浓度比。缓冲溶液实验缓冲溶液实验缓冲容量缓冲容量(buffer index，)缓冲溶液的缓冲能力是有一定限度的缓冲溶液的缓冲能力是有一定限度的。用缓冲容量用缓冲容量 作为衡量缓冲能力大小的尺度。作为衡量缓冲能力大小的尺度。定义为：定义为：a(b)d dpHnV愈大，说明缓冲溶液的缓冲能力愈强愈大，说明缓冲溶液的缓冲能力愈强物理意义物理意义:使使1L溶液溶液pH值值增加增加（降低降低）pH缓冲能力缓冲能力时所需时所需强碱强碱（酸）（酸）mol缓冲溶液实验缓冲溶液实验HB B =2.303C总 1.pHS-3C型酸度计使用方法型酸度计使用方法 （1）仪器面板）仪器面板 仪器外观仪器外观 四、实验步骤四、实验步骤10测量 参比F0.25A/250V 开关 电源电极 电极pHS-3C酸酸度度计计背背面面温温度度 斜斜率率 定定位位 确确定定pHS-3C酸酸度度计计操操作作面面板板pHmV显示窗口显示窗口复合电极复合电极 （2）复合电极）复合电极 补加电极溶液；补加电极溶液；自来水冲洗电极；自来水冲洗电极；蒸馏水润洗；蒸馏水润洗；试液润洗；试液润洗；滤纸吸干；滤纸吸干；放入待测试液中放入待测试液中。c.检查补加电极溶检查补加电极溶液，测试时，取下胶液，测试时，取下胶塞。测试完毕，重新塞。测试完毕，重新盖好。盖好。a.使用前浸泡使用前浸泡24小时小时b.使用后自来水冲洗干使用后自来水冲洗干净，蒸馏水润洗，滤纸净，蒸馏水润洗，滤纸吸干，保护帽内加吸干，保护帽内加KCl溶液溶液,盖好。盖好。（3）仪器操作流程）仪器操作流程 连接电极导线连接电极导线，连接电源线，并打开仪器开关。预热约连接电源线，并打开仪器开关。预热约30min。10测量 参比F0.25A/250V 开关 电源电极 电极pHS-3C酸酸度度计计背背面面2.电源线接入电源线接入3.电源开关电源开关1.电极线接入电极线接入缓冲溶液实验缓冲溶液实验【实验步骤实验步骤】（4）校正酸度计（校正酸度计（P32）用蒸馏水冲洗电极，并用滤纸吸干用蒸馏水冲洗电极，并用滤纸吸干 将电极浸入将电极浸入标准缓冲溶液中（即由袋装标准缓冲溶液中（即由袋装混合磷酸混合磷酸盐盐配制成的配制成的250ml溶液），开启酸度计开关溶液），开启酸度计开关 测出标准缓冲溶液的温度，按测出标准缓冲溶液的温度，按“温度温度”键输入相键输入相同值同值 待读数稳定后，按待读数稳定后，按“定位定位”键，仪器显示键，仪器显示“Std YES”字样，按字样，按“确认确认”键，进入标定状态，校准键，进入标定状态，校准PH为为6.86缓冲溶液实验缓冲溶液实验【实验步骤实验步骤】1.缓冲溶液的配制缓冲溶液的配制（1）用）用pH=6.86的标准缓冲溶液的标准缓冲溶液校正酸度计校正酸度计（2）配制）配制pH=4.60的缓冲溶液的缓冲溶液20mL（P41）0.1molL-1HAc（ml）+0.1molL-1NaAc（ml）50mL烧杯混匀烧杯混匀 酸度计酸度计测定测定pH 用用2.0molL-1NaOH或或2.0molL-1HAc调节调节pH至至4.60，保留备用，保留备用缓冲溶液实验缓冲溶液实验配制配制20mLHAc-Ac-缓冲溶液：缓冲溶液：aAcpHplg20AcVKVAc4.604.75lg20AcVVAc20AcVV AcmLVHAcmLAcmLmLmLVV 缓冲溶液实验缓冲溶液实验（3）配制）配制pH=7.40的缓冲溶液的缓冲溶液60mL 用碱式滴定管和吸量管用碱式滴定管和吸量管 0.2molL-1KH2PO4（pKa2=6.86）（）（ml）和）和0.2molL-1 Na2HPO4（ml）100 mL烧杯内混匀烧杯内混匀 用用酸度计酸度计测定其测定其pH 用用2.0molL-1NaOH或或2.0molL-1 KH2PO4溶液溶液 调调节节pH为为7.40，保留备用，保留备用缓冲溶液实验缓冲溶液实验配制配制60mL H2PO4-HPO42-缓冲溶液：缓冲溶液：2244a2a22244HPOHPOpHplgplgH PO60HPOVVKKVV2424HPO7.406.86lg60HPOVV2424HPO3.46760HPOVV24HPO46.57mLV2244H PO60HPO60mL46.57mL13.43mLVV缓冲溶液实验缓冲溶液实验缓冲溶液的性质缓冲溶液的性质 按按表表3-1的体积，用的体积，用20mL吸量管吸取各种溶液吸量管吸取各种溶液，并测定其，并测定其pH。根据加入酸、碱或纯水前后。根据加入酸、碱或纯水前后pH的的改变值，改变值，计算缓冲溶液的缓冲容量并说明缓冲溶计算缓冲溶液的缓冲容量并说明缓冲溶液具有哪些性质。液具有哪些性质。缓冲溶液实验缓冲溶液实验缓冲溶液实验缓冲溶液实验缓冲溶液实验缓冲溶液实验解释解释：为什么加入的酸碱的物质的量相同，为什么加入的酸碱的物质的量相同，而缓冲溶液的而缓冲溶液的pH的改变和缓冲容量的大小都不相同？的改变和缓冲容量的大小都不相同？缓冲溶液实验缓冲溶液实验缓冲溶液实验缓冲溶液实验实验实验6与实验与实验1比较，实验比较，实验7与实验与实验2比较，比较，解释为什么解释为什么pH变化大了、缓冲容量小了？变化大了、缓冲容量小了？【思考题思考题】所配制的缓冲溶液所配制的缓冲溶液pH的计算值与实验值有一定差的计算值与实验值有一定差异，为什么？造成差异的因素有哪些？异，为什么？造成差异的因素有哪些？根据实验说明什么情况下缓冲溶液具有最大缓冲容根据实验说明什么情况下缓冲溶液具有最大缓冲容量？量？NaHCO3是否具有缓冲能力？为什么？是否具有缓冲能力？为什么？（pKa1=6.38，pKa2=3.87，缓冲范围是否有重叠缓冲范围是否有重叠）缓冲溶液实验缓冲溶液实验实验台排放4个吸耳球4个胶头滴管吸量管种类规格/mLNaCl20H2O20HAc20NaAc10HCl1NaOH1KH2PO420Buffer solution20自行检查并经老师检查后方可离开！自行检查并经老师检查后方可离开！【整理仪器与试剂整理仪器与试剂】将电极将电极浸泡浸泡于于KClKCl电极洗液中电极洗液中每组每组8 8个烧杯（个烧杯（100ml100ml3+50ml3+50ml5 5）、）、1 1支玻璃棒支玻璃棒，用蒸馏水，用蒸馏水洗净待用洗净待用每组每组1 1个容量瓶、个容量瓶、1 1支碱式滴定管、支碱式滴定管、8 8支支不同的不同的吸量吸量管，管，无需清洗无需清洗每组每组1010瓶瓶不同的不同的试剂，试剂，摆放整齐摆放整齐每人每人1 1个洗瓶，个洗瓶，盛满盛满蒸馏水待用蒸馏水待用 整理台面等待整理台面等待检查检查缓冲溶液实验缓冲溶液实验