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關(guān)于緩沖溶液您了解嗎?
更新時(shí)間:2022-06-21 點(diǎn)擊次數:1069次
緩沖溶液由二部分組成,一部分為抗酸成分,一部分為抗堿成分,比如由弱酸和弱酸鹽組成的緩沖溶液HAc=H+ + Ac-中,當外加少量的酸時(shí),由Ac-充當抗酸角色,它將與H+結合,使平衡向左邊移動(dòng),液的H+保持基本不變;當外加少量堿時(shí),溶液中的HAc充當抗堿的角色,它與OH-反應使平衡向右移動(dòng),同樣使溶液中的H+保持基本不變,所以說(shuō)它具有控制溶液pH的能力。但是,這個(gè)緩沖是有一定限度的,當外加的H+或OH-太多時(shí),超出了HAc和Ac-的緩沖范圍,這時(shí)就沒(méi)有緩沖作用了。
1)緩沖溶液的作用原理和pH值
當往某些溶液中加入一定量的酸和堿時(shí),有阻礙溶液pH變化的作用,稱(chēng)為緩沖作用,這樣的溶液叫做緩沖溶液。弱酸及其鹽的混合溶液(如HAc與NaAc),弱堿及其鹽的混合溶液(如NH3·H2O與NH4Cl)等都是緩沖溶液。
由弱酸HA及其鹽NaA所組成的緩沖溶液對酸的緩沖作用,是由于溶液中存在足夠量的堿A-的緣故。當向這種溶液中加入一定量的強酸時(shí),H 離子基本上被A-離子消耗:
所以溶液的pH值幾乎不變;當加入一定量強堿時(shí),溶液中存在的弱酸HA消耗OH-離子而阻礙pH的變化。
2)緩沖溶液的緩沖能力
在緩沖溶液中加入少量強酸或強堿,其溶液pH值變化不大,但若加入酸,堿的量多時(shí),緩沖溶液就失去了它的緩沖作用。這說(shuō)明它的緩沖能力是有一定限度的。
緩沖溶液的緩沖能力與組成緩沖溶液的組分濃度有關(guān)。0.1mol·L-1HAc和0.1mol· L-1NaAc組成的緩沖溶液,比0.01mol·L-1HAc和0.01mol·L-1NaAc的緩沖溶液緩沖能力大。關(guān)于這一點(diǎn)通過(guò)計算便可證實(shí)。但緩沖溶液組分的濃度不能太大,否則,不能忽視離子間的作用。
組成緩沖溶液的兩組分的比值不為1∶1時(shí),緩沖作用減小,緩沖能力降低,當c(鹽)/c(酸)為1∶1時(shí)△pH較小,緩沖能力大。不論對于酸或堿都有較大的緩沖作用。緩沖溶液的pH值可用下式計算:
此時(shí)緩沖能力大。緩沖組分的比值離1∶1愈遠,緩沖能力愈小,甚至不能起緩沖作用。對于任何緩沖體系,存在有效緩沖范圍,這個(gè)范圍大致在pKaφ(或pKbφ)兩側各一個(gè)pH單位之內。
弱酸及其鹽(弱酸及其共軛堿)體系pH=pKaφ±1
弱堿及其鹽(弱堿及其共軛酸)體系pOH=pKbφ±1
例如HAc的pKaφ為4.76,所以用HAc和NaAc適宜于配制pH為3.76~5.76的緩沖溶液,在這個(gè)范圍內有較大的緩沖作用。配制pH=4.76的緩沖溶液時(shí)緩沖能力較大,此時(shí)(c(HAc)/c(NaAc)=1。
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