缓冲溶液pH的计算
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关于缓冲溶液pH值计算最简式适⽤范围的讨论关于缓冲溶液pH值计算最简式适⽤范围的讨论缓冲溶液是⼀个有着较特殊性质的重要溶液体系。
该体系中[H+]及pH值的计算也是化学⼯作者回避不了的基本问题。
但是,这种溶液中[H+]及pH近似计算公式的适⽤条件,则很少有系统的讨论。
⼀、现⾏教材对缓冲溶液pH近似计算的处理⽅法不仅在分析化学教材中对缓冲溶液pH值的计算有介绍,在⼀般的⽆机化学教学中也会涉及到这种计算。
只是,后者的讨论深度要更表⾯化⼀些。
1. 理科《⽆机化学》教材对缓冲溶液pH计算的介绍[1]就⼀元弱酸及其盐混合溶液的⼀个实例,教材推导出了[H+]的⼀般近似计算公式。
为 (1)并就弱碱及其盐溶液中[OH-]的计算,给出了公式 (2)对这两个公式的适⽤范围,教材并没有进⾏任何讨论。
2. ⼯科《⽆机化学》教材对缓冲溶液pH计算的介绍[2]可能是有实际的需求,⼯科教材对缓冲溶液pH值计算的要求似乎更细致了⼀些。
在给出公式(1)的同时,还指出了其适⽤条件为:Ka不太⼤(如< 10-4),c(酸)或c(碱)不太⼩(没有给出定量的数据)。
教材还特别指出了,在“计算酸性较强的缓冲溶液(如H3PO4-H2PO4-)的pH值时,不能⽤这⼀近似公式”。
3. 理科《分析化学》教材对缓冲溶液pH计算的介绍[3]分析化学教材理应对缓冲溶液pH计算有更详细的讨论。
因此,就弱酸HB及其共轭碱NaB组成的缓冲溶液,先后给出了三个计算公式。
精确式, (3)近似式,当溶液的pH⼩于6时,为 (4)当溶液的pH⼤于8时,为 (5)并从酸或其共轭碱平衡浓度的⾓度,限定最简式()的使⽤条件是:c(HB) [OH-]-[H+],c(B-)[H+] -[OH-]。
实际上是限定了c(HB)及c(B-)都要较⼤。
并给出如下的实例,来说明这个限定条件的使⽤⽅法。
例1,计算0.20 mol•L-1 HAc与4.0×10-3 mol•L-1NaAc组成的缓冲溶液的pH。
硼酸——硼砂缓冲溶液ph值的计算
硼酸和硼砂缓冲溶液是化学实验中常用的一种缓冲溶液,它可以在一定范围内稳定维持溶液的酸碱度,对于一些需要控制酸碱度的实验非常有用。
在制备硼酸和硼砂缓冲溶液时,需要计算出所需的pH值,下面是计算方法:
首先,根据韦恩-亨德森方程式,硼酸和硼砂缓冲溶液的pH值可以通过以下公式计算:
pH = pKa + log [A-]/[HA]
其中,pKa是硼酸的酸解离常数,[A-]是硼酸的阴离子浓度,[HA]是硼酸的分子浓度。
其次,硼酸的酸解离常数pKa为9.24,可以在化学手册中查到。
根据实验需要的pH值,可以计算出[A-]/[HA]的比例。
例如,如果需要制备pH为8.0的硼酸和硼砂缓冲溶液,根据上述公式,可以得到:
8.0 = 9.24 + log [A-]/[HA]
log [A-]/[HA] = -1.24
[A-]/[HA] = 0.056
因此,硼酸和硼砂缓冲溶液中硼酸的分子浓度和硼酸的阴离子浓度的比例应为1:17.8。
最后,根据所需制备的溶液体积和浓度,可以计算出所需的硼酸和硼砂的质量或体积,从而制备出所需的硼酸和硼砂缓冲溶液。
需要注意的是,硼酸和硼砂缓冲溶液的pH值会受到温度、离子强度和其他化学物质的影响,因此在实验中应该根据具体情况进行调整和控制。
由弱碱及其盐组成的缓冲溶液ph值计算公式在化学的奇妙世界里,有一种叫做缓冲溶液的东西,而其中由弱碱及其盐组成的缓冲溶液更是有着独特的计算 pH 值的公式。
这可不像平常的数学公式那么简单,它里面藏着不少的奥秘呢!先来说说什么是缓冲溶液。
想象一下,你正在进行一场化学实验,就好像在厨房里调制一道特别的“化学菜肴”。
如果溶液没有缓冲能力,稍微加点酸或者碱,pH 值就会像坐过山车一样,忽上忽下,变化巨大。
但缓冲溶液就不一样啦,它就像是一个稳定的“小卫士”,能够在一定程度上抵抗外加酸碱的影响,保持 pH 值相对稳定。
比如说,咱们人体的血液就是一种非常典型的缓冲溶液。
要是血液没有这种缓冲能力,那我们稍微吃点酸的或者碱的东西,身体可就乱套啦!现在,咱们来聊聊由弱碱及其盐组成的缓冲溶液pH 值的计算公式。
这个公式就像是一把神奇的钥匙,能帮我们打开了解缓冲溶液 pH 值的大门。
公式是这样的:pH = pKb + log([碱的浓度]/[盐的浓度]) 。
这里的pKb 是弱碱的解离常数的负对数。
可能有人会问,这公式怎么来的呀?别急,咱们慢慢说。
咱们假设这个弱碱是 B,它和强酸反应生成的盐是 BH⁺。
弱碱在水溶液中会有一个解离平衡:B + H₂O ⇌ BH⁺ + OH⁻。
根据化学平衡的原理,解离常数 Kb 可以表示为:Kb =[BH⁺][OH⁻] / [B] 。
经过一系列的数学推导和变换(这个过程有点复杂,咱们就不细说了,不然脑袋都要晕啦),就得到了咱们前面说的那个计算公式。
咱们通过一个具体的例子来感受一下这个公式的魅力。
假设我们有一个由氨水(NH₃·H₂O)和氯化铵(NH₄Cl)组成的缓冲溶液。
氨水是弱碱,氯化铵就是它对应的盐。
已知氨水的浓度是 0.1mol/L,氯化铵的浓度是 0.2mol/L ,氨水的解离常数 Kb = 1.8×10⁻⁵。
首先,我们来算 pKb ,pKb = -logKb = -log(1.8×10⁻⁵) ≈ 4.74 。
pH缓冲溶液的计算题例pH缓冲溶液是分析测试中应用最为广泛的试剂溶液。
其作用是用来稳定溶液的pH值,以满足测试中对恒定pH的要求。
虽然pH缓冲溶液的组成并不复杂,但关于pH缓冲溶液的计算却是酸碱滴定分析中计算最为复杂的内容。
下面是缓冲溶液计算的几种情况:1 共轭酸碱缓冲溶液的计算依据计算公式为或者用化学平衡定律浓度商表示,以醋酸体系为例:,虽然规范的表示式是浓度比,但用摩尔比表示时计算会更加方便,因为物质的量n很容量跟CV、m/M建立联系。
2 计算实例2.1 共轭酸碱混合题(计算质量)例1:配制pH=5.0的缓冲溶液1L,总浓度为1.0M,问:需要加多少亳升冰醋酸,加多少克无水醋酸钠?已知,冰醋酸浓度约为17.5M,醋酸钠式量82.03g/mol,pK a=4.74解:设缓冲溶液中的醋酸钠的浓度为C NaAc,醋酸浓度为C HAc=1.0-C NaAc,根据(3)式得或(用(8)式计算)解得:C NaAc=0.646M,计算得m NaAc=53gC HAc=0.254M,计算得V HAc=0.254*1000/17.5=20.2ml2.2 弱酸盐+HCl反应型(计算质量、体积)例2:配制pH=5.0的缓冲溶液1L,总浓度为1.0M,没有醋酸试剂,请用醋酸钠+HCl配制。
问:需要加多少亳升6.0MHCl,加多少克无水醋酸钠?已知,醋酸钠式量82.03g/mol,pK a=4.74解:缓冲溶液中醋酸钠总浓度为1.0M,含醋酸钠1000mmol,设需盐酸体积为V HCl亳升,含HCl的量为6V HCl mmol,根据(3)式得解得:V HCl≈59 ml,m NaAc=1.0*82=82g2.3 弱碱盐+NaOH反应型(计算反应物质量)例3:配制pH=10.0的缓冲溶液1L,总浓度为1.0M,请用NH4Cl+NaOH 配制。
问:需要用多少克氯化铵与多少克NaOH混合(假设氢氧化钠不含碳酸钠和水)?已知,氢氧化钠式量40g/mol,氯化铵式量为53.5g/mol,氨水的pK b=4.74解:在氯化铵中加入不足量的氢氧化钠,生成部分氨,剩余部分氯化铵,即构成了氨性缓冲溶液。
氨水氯化铵缓冲溶液ph计算
氨水氯化铵缓冲溶液ph计算是一种常用的实验方法,它可以用来测定溶液中酸碱度的大小,也可以用来检验溶液的稳定性。
首先,需要获得溶液所需要的氨水和氯化铵。
氨水用作缓冲剂,氯化铵用作酸碱平衡器。
接着,将氨水和氯化铵按照一定的比例混合,其中混合液的比例可以根据物质的浓度来调节,将氨水的浓度设定为0.107 mol/L,氯化铵的浓度为0.033 mmoL/L,即可确定混合液的浓度。
接下来,通过比重法计算混合液的ph值:若用实验瓶同时倒入氨水和氯化铵,酸碱度搭配会影响液体的密度,从而影响混合液的ph值。
最后,将取得的实验结果与表格中的标准值进行比较,以证明实验的成功与否。
总之,氨水氯化铵缓冲溶液的ph值计算可以帮助科学家准确地测定溶液中酸碱度的大小,以及检验溶液的稳定性,这是临床化学及生物化学研究中的一个重要技术。
在制备混合液时,应该按照准确的比例配混,保证溶液的稳定性,以使测试结果准确无误。
缓冲溶液pH值计算公式裴老师教你学化学许多化学反应(包括生物化学反应)需要在一定的pH值范围内进行,然而某些反应有H+或OH-的生成或消耗,溶液的pH值会随反应的进行而发生变化,从而影响反应的正常进行。
在这种情况下,就要借助缓冲溶液来稳定溶液的pH 值,以维持反应的正常进行。
在无机化学的教学中,为了使学生根据反应所要控制的pH值范围,能正确选择和配制缓冲溶液,就需要要求学生对缓冲溶液pH 值的计算公式熟练掌握并能灵活应用。
缓冲溶液pH值的计算公式,根据缓冲溶液的组成大致可分为两大类型。
1 由弱酸及弱酸盐组成的缓冲溶液设弱酸的浓度为C酸(mol·L-1),弱酸盐的浓度为C盐(mol·L-1),在溶液中存在下列平衡:HA H+ + A- [1](P78)平衡时:C酸-x xC盐+xKa°= x(C盐+x)/(C酸-x)x = [H+]= Ka°(C酸-x)/(C盐+x)由于Ka°值较小,且因存在同离子效应,此时x很小,因而C酸-x≈C酸,C盐+x≈C盐,所以[H+]= Ka°C酸/ C盐将该式两边取负对数:-log[H+]=-logKa°-logC酸/ C盐,所以pH = pKa°-logC酸/ C盐(1)这就是计算一元弱酸及弱酸盐组成的缓冲溶液pH值的通式。
2 由弱碱及弱碱盐组成的缓冲溶液设弱碱的浓度为C碱(mol·L-1),弱碱盐的浓度为C碱(mol·L-1),在溶液中存在下列平衡:B + H2O BH+ + OH- [2]( P140)平衡时:C碱-x C盐+xxKb°= x(C盐+x)/ (C碱-x)x = [OH-]= Kb°(C碱-x)/ (C盐+x)由于Kb°较小,且因存在同离子效应此时x很小,因此C碱-x≈C碱,C 盐+x≈C盐,所以,[OH-]= Kb°C碱/ C盐将该式两边取负对数:-log[OH-]=-logKb°-logC碱/ C盐pOH = p Kb°-logC碱/ C盐又因pH = 14 - pOH,所以pH = 14 -pKb°+ logC碱/ C盐(2)这就是计算一元弱碱及弱碱盐组成的缓冲溶液pH值的通式。
缓冲溶液pH值计算公式裴老师教你学化学许多化学反应(包括生物化学反应)需要在一定的pH值范围内进行,然而某些反应有H+或OH-的生成或消耗,溶液的pH值会随反应的进行而发生变化,从而影响反应的正常进行。
在这种情况下,就要借助缓冲溶液来稳定溶液的pH值,以维持反应的正常进行。
在无机化学的教学中,为了使学生根据反应所要控制的pH值范围,能正确选择和配制缓冲溶液,就需要要求学生对缓冲溶液pH值的计算公式熟练掌握并能灵活应用。
缓冲溶液pH值的计算公式,根据缓冲溶液的组成大致可分为两大类型。
1 由弱酸及弱酸盐组成的缓冲溶液设弱酸的浓度为C酸(mol·L-1),弱酸盐的浓度为C盐(mol·L-1),在溶液中存在下列平衡:HA H+ + A- [1] (P78)平衡时: C酸-x xC盐+xKa°= x(C盐+x)/(C酸-x)x = [H+] = Ka°(C酸-x)/(C盐+x)由于Ka°值较小,且因存在同离子效应,此时x很小,因而C酸-x≈C酸,C盐+x≈C盐,所以[H+] = Ka°C酸 / C盐将该式两边取负对数:-log[H+] =-logKa°-logC酸 / C盐,所以pH = pKa°-logC酸 / C盐(1)这就是计算一元弱酸及弱酸盐组成的缓冲溶液pH值的通式。
2 由弱碱及弱碱盐组成的缓冲溶液设弱碱的浓度为C碱(mol·L-1),弱碱盐的浓度为C碱(mol·L-1),在溶液中存在下列平衡:B + H2O BH+ + OH- [2] ( P140)平衡时: C碱-x C盐+xxKb°= x(C盐+x)/ (C碱-x)x = [OH-] = Kb°(C碱-x)/ (C盐+x)由于Kb°较小,且因存在同离子效应此时x很小,因此C碱-x≈C碱,C 盐+x≈C盐,所以,[OH-] = Kb°C碱 / C盐将该式两边取负对数:-log[OH-] =-logKb°-logC碱 / C盐pOH = p Kb°-logC碱 / C盐又因pH = 14 - pOH,所以pH = 14 -pKb°+ logC碱 / C盐(2)这就是计算一元弱碱及弱碱盐组成的缓冲溶液pH值的通式。