实验2缓冲溶液的配制与pH值的测定

实验2 缓冲溶液的配制与pH 值的测定

一、实验目的

1、理解缓冲溶液的定义及其特点。

2、理解缓冲溶液的缓冲原理。

3、掌握溶液的粗略配制方法和缓冲溶液的配制方法。 3、学习pH 计的使用方法。 二、实验原理

在共轭酸碱对组成的混合溶液中加入少量强酸或强碱，溶液的pH 值基本上无变化，这种具有保持溶液pH 值相对稳定性能的溶液称为缓冲溶液。缓冲溶液的特点是在适度范围内既能抗酸、又能抗碱，抵抗适度稀释或浓缩。常见的缓冲体系有：HAc-NaAc 、NH 3-NH 4Cl 、Na 2B 4O 7·10H 2O-Na 2CO 3、KH 2PO 4- Na 2HPO 4等。

对于弱酸HB 及其共轭碱B -组成的缓冲溶

液：

对于弱碱B 及其共轭酸BH +组成的缓冲溶液：

一般配制缓冲溶液时，常使c b =c a ，此时缓冲容量最大，缓冲能力最强。 三、实验用品 1、仪器

PB-10酸度计、电子天平（常数双杰JJ600）

b a

c c HB pKa pH B c HB c HB pKa pH B c HB c Ka H c B O H O H HB lg

)()()(lg

)()

()()(32-=-==+⇔+--+-+θ

θθ

a

b b

c c pK pOH lg

-=θ

2、器材

5mL量筒（1个）、10mL量筒（1个）、50mL烧杯（10个）、标签纸、玻璃棒（1根）

3、试剂

浓氨水（28%）、NH4Cl（s）、冰醋酸（99%）、NaAc（s）、KCl（3mol·L-1）标准缓冲溶液（；）

四、实验内容

1、溶液的粗略配制

（1）·L-1NH4Cl溶液的配制

用精度为的电子天平称取固体NH4Cl，倒入50mL带有刻度的洁净烧杯中，加入少量去离子水搅拌使其完全溶解后，用去离子水稀释至刻度，贴上标签，备用。

（2）·L-1氨水溶液的配制

用5mL量筒量取浓氨水（28%），倒入50mL带有刻度的洁净烧杯中，加入少量去离子水搅拌使其完全溶解后，用去离子水稀释至刻度，贴上标签，备用。（需在通风厨中操作）

（3）·L-1NaAc溶液的配制

用精度为的电子天平称取固体NaAc，倒入50mL带有刻度的洁净烧杯中，加入少量去离子水搅拌使其完全溶解后，用去离子水稀释至刻度，贴上标签，备用。

（4）·L-1NaAc溶液的配制

用10mL量筒量取·L-1NaAc溶液，倒入50mL带有刻度的洁净烧杯中，加入少量去离子水搅拌使其完全溶解后，用去离子水稀释至刻度，贴上标签，备用。（5）·L-1HAc溶液的配制

用10mL试管量取冰醋酸（99%），倒入50mL带有刻度的洁净烧杯中，加入少量去离子水搅拌使其完全溶解后，用去离子水稀释至刻度，贴上标签，备用。（需在通风厨中操作）

（6）·L-1HAc溶液的配制

用10mL量筒量取·L-1HAc溶液，倒入50mL带有刻度的洁净烧杯中，加入

少量去离子水搅拌使其完全溶解后，用去离子水稀释至刻度，贴上标签，备用。

2、缓冲溶液的配制与pH值的测定

依据表1-1中溶液组成配制好缓冲溶液。

表1-1 缓冲溶液的配制

先测定配制好的每组缓冲溶液和去离子水的pH值，然后依表1-2，将配制好的每1组缓冲溶液平均分成2份，分别倒入洁净的50 mL烧杯中，充分搅拌，另量取去离子水倒入另2只洁净的50 mL烧杯中，依次编号为1-1、1-2；2-1、2-2；3-1、3-2；4-1、4-2；5-1、5-2，备用。

将校准好的电极用去离子水再次清洗1次，然后用滤纸吸干电极表面水份，调整电极固定架，使电极刚好插入待测溶液中，待读数稳定后记录溶液pH值。依此方法分别测定表1-2中各体系的pH值，并将测定结果填入表1-2中。测试结束后，用洗瓶冲洗电极表面2~3次，用滤纸吸干电极表面水份，然后浸泡在3 mol·L-1KCl保护溶液中（每次测试需重复以上步骤，但无需重复校准）用pH酸度计测试溶液pH值时应按照pH值大小，从小到大依次测试，否则由于pH酸度计不能准确响应，测量结果会产生一定误差。

3、实验数据记录

表1-2 缓冲溶液pH的测定

五、思考题

1、缓冲溶液的pH值由哪些因素决定？其中起决定的因素是什么？

答：首先温度可以影响缓冲溶液的PH值。在一定的温度下，缓冲溶液的关系式是：

☆一元弱酸和弱酸盐缓冲溶液的通式：pH=pK-lgc酸/c盐

☆弱碱和弱碱盐组成的缓冲溶液的通式：pH=14-pKb+lgc碱/c盐从缓冲溶液的通式我们可知,缓冲溶液的PH值与电离常数及共轭酸碱对之间的浓度比有关.

2、控制盐的浓度为·L-1，如何配制100mL pH=的缓冲溶液？（写出具体方案）。

答：缓冲溶液的pＨ值＝pＫa-lg(Ca/Cs)，欲配置pH=,Cs=1mol/L的缓冲溶液，要选择醋酸和醋酸的盐溶液

又pKa（HAc）= lg(Ca/Cs)=

Ca/Ca= Ca=L

即应选择浓度为l的HAc溶液。

附注：PB-10简明操作指南（Sartorius普及型pH计）

1、准备

（1）将复合电极上的两根线缆分别插到酸度计的“BNC”和“ATC”插孔上。

（2）接通电源。

（3）按pH/mV键设置pH模式。

2、校准

（1）按SETUP键，仪器显示“Clear buffer”，按ENTER键确认。

（2）按SETUP键，直至显示缓冲溶液组“，，，，”或所要求的其他缓冲溶液组，按ENTER键确认。

（3）将复合电极用蒸馏水或去离子水清洗，滤纸吸干水份后浸入的缓冲溶液中，当数值稳定并出现“S”时，按“S TANDARDIZE”键，仪器将自动校准，如果校准时间较长，可按“ENTER”键手动校准。“”将作为第1校准数值被存储。（4）用蒸馏水或去离子水清洗电极，滤纸吸干水份后浸入的缓冲溶液中，当数值稳定并出现“S”时，按“STANDARDIZE”键，仪器将自动校准，如果校准时间较长，可按“ENTER”键手动校准。“”作为第2校准数值被存储。“% Slope××Good Electrode”其中“××”表示测量的电极斜率值，如该值在90～105%范围内，表明校准正常，如果与理论值偏差较大，仪器将显示“Err”，此时，应清洗复合电极，并按上述步骤重新校准。

（5）重复以上操作，完成的校准。（一般进行2次校准即可，因设备老化，第3次校准结果可能不太理想，暂不做要求）

3、测量

用蒸馏水或去离子水清洗复合电极，滤纸吸干水份后将电极浸入待测溶液中，轻轻摇动待测液，充分浸润复合电极。数值稳定并出现“S”时，即可读数。

4、保养

pH值测定完后，用蒸馏水或去离子水清洗复合电极，然后浸入3mol/L KCl 溶液中。

也可用L HCl溶液浸泡电极后再放入3mol/L KCl溶液中保存。

注意：一定要保护好电极!

无机化学实验报告的书写格式