介紹 1)緩沖溶液作用原理和pH值
當(dāng)往某些溶液中加入一定量的酸和堿時,有阻礙溶液pH變化的作用,,稱為緩沖作用,,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(dāng)向這種溶液中加入一定量的強酸時,,H 離子基本上被A-離子消耗:
所以溶液的pH值幾乎不變;當(dāng)加入一定量強堿時,,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,,緩沖溶液就失去了它的緩沖作用。這說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)于這一點通過計算便可證實,。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,緩沖作用減小,,緩沖能力降低,,當(dāng)c(鹽)/c(酸)為1∶1時△pH最小,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:
此時緩沖能力大。緩沖組分的比值離1∶1愈遠(yuǎn),,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,,這個范圍大致在pKaφ(或pKbφ)兩側(cè)各一個pH單位之內(nèi)。
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,,在這個范圍內(nèi)有較大的緩沖作用。配制pH=4.76的緩沖溶液時緩沖能力最大,,此時c(HAc)/c(NaAc)=1,。
3)緩沖溶液的配制和應(yīng)用
為了配制一定pH的緩沖溶液,首先選定一個弱酸,,它的pKaφ盡可能接近所需配制的緩沖溶液的pH值,,然后計算酸與堿的濃度比,根據(jù)此濃度比便可配制所需緩沖溶液,。
以上主要以弱酸及其鹽組成的緩沖溶液為例說明它的作用原理,、pH計算和配制方法。對于弱堿及其鹽組成的緩沖溶液可采用相同的方法,。
緩沖溶液在物質(zhì)分離和成分分析等方面應(yīng)用廣泛,,如鑒定Mg2 離子時,可用下面的反應(yīng):
白色磷酸銨鎂沉淀溶于酸,,故反應(yīng)需在堿性溶液中進(jìn)行,,但堿性太強,,可能生成白色Mg(OH)2沉淀,所以反應(yīng)的pH值需控制在一定范圍內(nèi),,因此利用NH3·H2O和NH4Cl組成的緩沖溶液,,保持溶液的pH值條件下,進(jìn)行上述反應(yīng),。
4)緩沖液的測定
使用ph試紙或者酸堿檢測儀檢測,。通過ph試紙上顯示的不同顏色與比色卡進(jìn)行比對,從而得出酸堿值,,但是ph試紙的測試的誤差較大,,用酸堿檢測儀檢測,可直接得出酸堿值,,測量值準(zhǔn)確,。
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