【北京大学】《医用基础化学》-第三章__缓冲溶液

基础化学题解：3-3缓冲溶液第三章缓冲溶液1、什么是缓冲溶液? 什么是缓冲容量? 决定缓冲溶液pH和缓冲容量的主要因素各有哪些?答：能够抵抗外来的少量强酸或强碱或稍加稀释，而保持pH基本不变的溶液称为缓冲溶液。

缓冲容量是缓冲能力大小的量度。

定义为：单位体积的缓冲溶液pH改变1时（ pH=1），所需加入的一元强酸或强碱的物质的量。

决定缓冲溶液pH的主要因素是p K a和缓冲比。

决定缓冲容量的主要因素是总浓度和缓冲比。

2、试以KH2PO4-Na2HPO4缓冲溶液为例，说明为何加少量的强酸或强碱时其溶液的pH 值基本保持不变。

答：KH2PO4-Na2HPO4缓冲溶液由浓度较大的H2PO4-和HPO42-，有同离子效应，处于质子传递平衡：H2PO4- + H2O HPO42-+ H3O+Na2 HPO4─→HPO42-+ 2Na+其中HPO42-是抗酸成分，当加入少量强酸时，HPO42-与H3O+ 结合成H2PO4-而使平衡左移，[HPO42-]略为减少，[H2PO4-]略有增加，溶液的H3O+ 浓度无显著的增加。

H2PO4-是抗碱成分，当加入少量强碱时，OH-溶液的H3O+生成H2O，平衡右移，H2PO4-进一步解离，提供更多的H3O+。

达到新的平衡时，[H2PO4-]略为减少，[HPO42-]略有增加，溶液的H3O+ 浓度无显著的减少。

3、已知下列弱酸p K a，试求与NaOH配置的缓冲溶液的缓冲范围．(1) 硼酸(H3BO3)的p K a ＝9.27(2) 丙酸(CH3CH2COOH)的p K a ＝4.89(3) 磷酸二氢钠(NaH2PO4) p K a ＝7.21(4) 甲酸(HCOOH) p K a ＝3.74答：缓冲溶液的缓冲范围为pH ＝p K a±1，超出此范围则缓冲容量太低。

⑴pH ＝8.27~10.27⑵ pH ＝ 3.89~5.89⑶ pH ＝ 6.21~8.21⑷ pH ＝ 2.74~4.744、0.20 mol ·L -1 NH 3 和0.10 mol ·L -1 NH 4Cl 组成的缓冲溶液的pH 为多少? 已知p K b = 4.75。

第一节缓冲溶液及缓冲机制一、缓冲溶液的组成在100 mL pH = 5.00的HCl溶液中分别加入1mL1 mol⋅L-1的HCl（强酸）溶液或1mL1 mol⋅L-1的NaOH（强碱）溶液后，HCl溶液的pH发生了显著变化，加酸后pH = 2.00，而加碱后pH = 12.00。

但在100 mL浓度均为1mol⋅L-1 HAc和NaAc pH = 5.00混合溶液中，加入同样数量的强酸和强碱，pH改变却很小，加酸后pH = 4.98，而加碱后pH = 5.02。

如用水稍加稀释时，HAc和NaAc混合溶液的pH改变的幅度也很小。

这说明HAc和NaAc这种由弱酸及其共轭碱组成的混合溶液有抵抗外来少量强酸、强碱或稍加稀释而保持pH基本不变的能力，我们把这种溶液称为缓冲溶液(buffer solution)。

缓冲溶液对强酸、强碱或稀释的抵抗作用称为缓冲作用(buffer action)。

常用的缓冲溶液是由足够浓度的共轭酸碱对的两种物质组成的。

例如：HAc －NaAc、NH3-NH4Cl、NaH2PO4-Na2HPO4等。

组成缓冲溶液的共轭酸碱对被称为缓冲系(buffer system)或缓冲对(buffer pair)。

一些常见的缓冲系列在表3-1中。

表3-1 常见的缓冲系缓冲系质子转移平衡pK a(25︒C) HAc-NaAc HAc +H2O Ac-+ H3O+ 4.76H2CO3-NaHCO3H2CO3 +H2O HCO3-+ H3O+ 6.35H2C8H4O4- KHC8H4O4* H2C8H4O4 +H2O HC8H4O4-+ H3O+ 2.89Tris⋅HCl-Tris** Tris⋅H+ +H2O Tris + H3O+8.08 NH4Cl-NH3NH4+ +H2O NH3+ H3O+9.25CH3NH3+Cl--CH3NH3+ +H2O CH3NH2+ H3O+10.63 CH3NH2***H3PO4-NaH2PO4H3PO4 +H2O H2PO4-+ H3O+ 2.16NaH2PO4-Na2HPO4H2PO4- +H2O HPO42-+ H3O+7.21Na2HPO4-Na3PO4HPO42- +H2O PO43-+ H3O+12.32* 邻苯二甲酸-邻苯二甲酸氢钾**三(羟甲基)甲胺盐酸盐-三(羟甲基)甲胺***甲胺盐-甲胺二、缓冲机制现以浓度均为0.10 mol⋅L-1的HAc和NaAc缓冲系为例来说明缓冲溶液的缓冲机制。

基础化学第三章习题答案1、下列说法是否正确，为什么？(1)将氢氧化钠溶液和氨水分别稀释l 倍，则两溶液中的[OH]－都减小到原来的1/2。

答：错误。

原因：氨水为一元弱碱，其[OH -]=c k b (2)中和等体积的0.10mol·L -1盐酸和0.10mol·L -1醋酸，所需0.l0mol·L -1NaOH 溶液的体积不同。

答：错误。

原因：n HCl =n HAc 故所需NaOH 的摩尔数应相同，体积相同。

2、某溶液含AlCl 3 0.050mol·L -1和Na 2HPO 4 0.020mol·L -1，求此溶液的离子强度。

解：I =1/2∑CiZi 2=1/2[0.050× (+3)2+3×0.050× (-1)2+2×0.020× (+1)2+0.020× (-2)2]=0.36 (mol·L -1)3、乳酸HC 3H 5O 3是糖酵解的最终产物，在体内积蓄会引起机体疲劳和酸中毒，已知乳酸的K a θ=1.4×10-4，试计算浓度为1.0×10-3mol·L -1乳酸溶液的pH 。

解：234 20 , / 500 , 31%1 [] 1.01031% 3.110/ 3.51a a w a a a K c K c k c k H c mol L pH αααα+--⋅〉〈==-==⨯⨯=⨯=按近似式计算4、 要使H 2S 饱和溶液中的[S 2-]加大，应加入碱还是加入酸？为什么？答：应加入碱。

原因：H 2SHS -+H + HS-S 2- + H + 要使[S 2-]增加，应减小[H +]，使平衡右移，故应加碱。

5、在稀氨水中加入l 滴酚酞指示剂，溶液显红色，如果向其中加入少量晶体NH 4Ac ，则颜色变浅(或消退)，为什么？答：稀氨水中加入少量晶体NH 4Ac ，会产生同离子效应，氨水解离度减小，颜色变浅（或消退）。