... | ||
|
||
|
|||||||||||||||||||||||||
緩沖溶液(原理,組成,緩沖作用,緩沖值,緩沖指數(shù),緩沖范圍,緩沖系) | |||||||||||||||||||||||||
來(lái)源:醫(yī)學(xué)全在線 更新:2007-9-2 醫(yī)學(xué)論壇 | |||||||||||||||||||||||||
三、緩沖容量與緩沖范圍 。ㄒ唬┚彌_容量 緩沖能力的強(qiáng)弱,可用緩沖容量β表示。緩沖容量也叫緩沖值或緩沖指數(shù)。 如圖3-1所示,對(duì)任何一種緩沖溶液的每一個(gè)PH值,都有其相應(yīng)的緩沖量。緩沖容量實(shí)際上是一個(gè)微分比,可定義為:使1升緩沖溶液的PH值增高很小一個(gè)數(shù)值dPH時(shí),需加入的強(qiáng)堿物質(zhì)的量為db,則db與dPH之比值叫緩沖容量,用數(shù)學(xué)式表示為β=db/dPH緩沖mol·L-1·PH-1。如總濃度(即共軛酸與共軛堿濃度之和)為0.100mol·L-1PH4.45的HOAc-NaOAc緩沖溶液(即醋酸緩沖溶液)的緩沖容量為0.051(mol·L-1·PH-1)。 圖3-1 醋酸緩沖溶液在不同緩沖比時(shí)的緩沖容量 在實(shí)際工作中,我們可以通過(guò)測(cè)量加入強(qiáng)堿的增量Δb(或加入強(qiáng)酸,相對(duì)于減少?gòu)?qiáng)堿量-Δb),同時(shí)測(cè)量相應(yīng)的PH值的增量ΔPH(或加入強(qiáng)酸,PH減小,-ΔPH),從兩者比值求得β。因此緩沖容量在數(shù)值上等于使1毫升緩沖溶液的PH值改變1個(gè)單位時(shí)所必須加入的強(qiáng)堿或強(qiáng)酸的物質(zhì)的量(通常單位用毫摩)。 (3-17) 加入堿Δb以后,溶液PH值增大,加入酸以后(相當(dāng)于減去Δb),溶液PH值減小,所以β總是正值。 。ǘ┯绊懢彌_容量的因素 緩沖容量的大小與緩沖溶液的緩沖比和總濃度有關(guān)。設(shè)m和n分別為緩沖比中共軛酸和共軛堿的數(shù)值,即[共軛堿]:[共軛酸]=n:m,c總為總濃度,用下式可計(jì)算緩沖容量β:
或β=2.30×[共軛酸]×[共軛堿]/ c總(3-18) 從式(3-18)及圖3-1可以看出,緩沖溶液的緩沖容量取決于緩沖溶液的總濃度及緩沖比.可得出如下結(jié)論: 1.當(dāng)緩沖溶液的緩沖比一定時(shí),溶液的PH值也一定。緩沖溶液的緩沖容量取決于緩沖溶液的總濃度和緩沖比的比值。 2.當(dāng)緩沖溶液的PH值一定時(shí),即緩沖比垢比值一定時(shí),緩沖溶液的總濃度越大,則加入少量強(qiáng)酸或強(qiáng)堿所引起緩沖比的比值變化越小,PH改變?cè)叫,緩沖容量就越大。圖3-1表示兩種總濃度都一定的醋酸緩沖溶液的β分別隨緩沖比和PH改變的情況。總濃度為0.1mol·L-1和0.05 mol·L-1的醋酸緩沖溶液,當(dāng)緩沖比為1:1時(shí),PH為4.75,β分別為0.0575和0.0288(mol·L-1·PH-1),總濃度大的溶液緩沖容量較大。從式(3-18)也可見(jiàn),當(dāng)緩沖比一定即m和n的數(shù)值一定時(shí),β與緩沖溶液的總濃度成正比?倽舛纫话阍0.05-0.20mol·L-1范圍內(nèi)。 3.當(dāng)緩沖溶液的總濃度一定時(shí),它的緩沖容量以緩沖比等于1(即[共軛堿]=[共軛酸])時(shí)為最大。這時(shí)溶液的PH=PKa。當(dāng)溶液的緩沖比與1偏離愈遠(yuǎn),則PH值與PKa的偏差也隨著增大,溶液的緩沖容量也隨著減小。當(dāng)溶液的緩沖比大于10/1或小于1/10時(shí),則溶液的緩沖容量極小,一般認(rèn)為沒(méi)有緩沖能力。從圖3-1看出,對(duì)總濃度一定的緩沖溶液來(lái)說(shuō),當(dāng)緩沖比愈接近于1:1,緩沖容量愈大;當(dāng)緩沖比等于1:1,即緩沖溶液的PH值等于PKa時(shí),緩沖容量達(dá)極大值(β極大)。當(dāng)m=n=1,式(3-18)成為 β極大=2.30×1/2×1/2×β極大=0.575β極大 (3-19) 4.由足夠濃度的共軛酸堿對(duì)組成的溶液,只能在一定的PH值范圍內(nèi)發(fā)揮有效的緩沖作用。這個(gè)能發(fā)揮有效緩沖作用的PH范圍,叫緩沖范圍。當(dāng)緩沖比為1/10時(shí),PH=PKa-1;當(dāng)緩沖比為10/1時(shí),PH=PKa+1。故緩沖范圍PH值大致在PKa-1至PKa+1約兩個(gè)PH單位范圍內(nèi),即在 PH= PKa±1 的近似范圍內(nèi),才能表現(xiàn)出緩沖作用。而且同一溶液在不同的PH值時(shí),緩沖容量也不相同。從圖3-1,緩沖超出此范圍時(shí),β值很。ǎ0.01),已無(wú)緩沖作用。 5.不同緩沖對(duì)所組成的緩沖溶液,由于共軛酸的PKa值不同,因此它們的緩沖范圍也各不相同(表3-6)。 例8 將0.20mol.L-1NaOH溶液0.15mL加入10mLpH值為4.73的緩沖溶液中,緩站溶液的pH值變?yōu)?.78,試求此緩沖溶液的緩沖容量。 解:每毫升緩沖溶液中加入NaOH的毫摩爾數(shù) △b=0.20*0.15/10 △pH=4.78-4.73 表3-6 幾種常用緩沖溶液中共軛酸的PKa及緩沖范圍
例9。1)求0.100mol.L-1醋酸緩沖溶液的緩沖容量極大值;(2)已知醋酸的pK=4.75,求0.100mol.L-1pH4.45的醋酸緩沖溶液的緩沖容量。 解:(1)當(dāng)緩沖溶液的緩沖比為1:1,即m=1和n=1時(shí),緩沖容量達(dá)極大值。已知ca=0.100mol.L-1。則由式(3-19) β極大=0.575c總=0.575*0.100=0.0575(mol.L-1.pH-1) 。2)根據(jù)式(3-11), 所以 緩沖比 [OAc-]/[HOAc]=0.50/1 即 m-1 n=0.5 代入式(3-18)得
上一頁(yè) [1] [2] [3] [4] [5] 下一頁(yè) |
|||||||||||||||||||||||||
文章錄入:凌云 責(zé)任編輯:凌云 | |||||||||||||||||||||||||
【發(fā)表評(píng)論】【加入收藏】【告訴好友】【打印此文】【關(guān)閉窗口】 |
評(píng)論僅代表網(wǎng)友觀點(diǎn),與本站無(wú)關(guān),請(qǐng)遵守相關(guān)法律 |
評(píng)論加載中... |
最新熱點(diǎn) | 最新推薦 | 相關(guān)文章 | |||||||||||||
|
|
醫(yī)用化學(xué) 目錄 第一章 溶液 總論 第一節(jié) 溶解度 第二節(jié) 溶液的組成量度 第三節(jié) 溶液的滲透壓 第二章 電解質(zhì)溶液 總論 第一節(jié) 電解質(zhì)在溶液中的離解 第二節(jié) 酸堿質(zhì)子理論 第三節(jié) 沉淀-溶解平衡 第三章 PH值與緩沖溶液 |
| 設(shè)為首頁(yè) | 加入收藏 | 聯(lián)系站長(zhǎng) | RSS導(dǎo)航頁(yè)面 | 版權(quán)申明 |網(wǎng)站地圖 | 醫(yī)學(xué)論壇 | | |||||
|