第四章 缓冲溶液 首 页 难题解析 学生自测题 学生自测答案 章后习题解答 难题解析 [TOP]例4-1 计算pH=5.00，总浓度为0.20 mol·L -1的C 2H 5COOH(丙酸,用HPr 表示)- C 2H 5COONa 缓冲溶液中，C 2H 5COOH 和C 2H 5COONa 的物质的量浓度。

若向1 L 该缓冲溶液中加入0.010 mol HCl ，溶液的pH 等于多少？分析 ⑴ 用Henderson —Hasselbalch 方程式直接计算丙酸和丙酸钠的浓度。

⑵ 加入HCl 后，C 2H 5COOH 浓度增加, C 2H 5COONa 浓度减小。

解 ⑴ 查表4-1，C 2H 5COOH 的p K a = 4.87，设c (HPr) = x mol·L -1。

则c (NaPr) =（0.20-x ）mol·L -1pH ＝p K a +lg Pr)(H )Pr (-c c =4.87+lg 1-1L m ol L m ol )20.0(⋅⋅--x x =5.00 解得 x = 0.085 即c (HPr) = 0.085 mol·L -1c (NaPr) = (0.20 - 0.085) mol·L -1 = 0.12 mol·L -1⑵ 加入0.050 mol HCl 后：pH ＝p K a +lg )HPr ()Pr (-n n =4.87+lg 0.010)m ol(0.0850.010)m ol (0.12+-=4.91 例4-2 柠檬酸（缩写H 3Cit ）常用于配制供培养细菌的缓冲溶液。

现有500 mL 的0.200 mol·L -1柠檬酸溶液，要配制pH 为5.00的缓冲溶液，需加入0.400 mol·L -1的NaOH 溶液多少毫升？分析 配制pH 为5.00的缓冲溶液，应选NaH 2Cit-Na 2HCit 缓冲系， NaOH 先与H 3Cit 完全反应生成NaH 2Cit ，再与NaH 2Cit 部分反应生成Na 2HCit 。

解 查表4-1,柠檬酸的p Ka 2= 4.77，设H 3Cit 全部转化为NaH 2Cit 需NaOH 溶液V 1 mL⑴ H 3Cit(aq) + NaOH(aq)NaH 2Cit(aq) + H 2O(l)0.400 mol·L -1 × V 1 mL = 0.200 mol·L -1 × 500 mLV 1 = 250即将H 3Cit 完全中和生成NaH 2Cit ，需0.400 mol·L -1NaOH 溶液250 mL ，生成NaH 2Cit 0.200 mol·L -1 ×500 mL=100 mmol设NaH 2Cit 部分转化为Na 2HCit 需NaOH 溶液V 2 mL ，⑵ NaH 2Cit(aq) + NaOH(aq) Na 2Hcit(aq) + H 2O(l)则n (Na 2HCit ) = 0.400V 2 mmol ， n (NaH 2CitB) = (100 - 0.400V 2) mmol ，pH = p Ka 2 + lg )Cit H ()HCit (-2-2n n = 4.77＋lg )mmol 0.400-(100mmol 400.022V V = 5.00 V 2 = 157共需加入NaOH 溶液的体积为V 1 mL + V 2 mL = (250 + 157) mL = 407 mL例4-3 已知巴比妥酸 (C 4H 4N 2O 3)的p K a = 4.01。

今有500 mL 总浓度0.200 mol·L -1、pH 为3.70的巴比妥酸－巴比妥酸钠缓冲溶液，欲将溶液的pH 调整到4.20，需加入NaOH 多少克？调整前后缓冲溶液的缓冲容量各为多少？分析 用Henderson —Hasselbalch 方程式分别求出加入NaOH 前后缓冲系中巴比妥酸及巴比妥酸钠的浓度，再求缓冲容量。

解 ⑴ 在pH 为3.70的缓冲溶液中3.70 =4.01 + lg )O N H (C )O N H (C L 0.200mol 32443244-1c c -⋅ 解得 c （C 4H 4N 2O 3）= 0.134 mol·L -1c （NaC 4H 3N 2O 3）= (0.200 - 0.134) mol·L -1 = 0.066 mol·L -1β =1--1-1L0.066)mol (0.134L 0.066mol L 0.134mol 2.303⋅+⋅⨯⋅⨯=0.10 mol·L -1⑵ 设将pH 调整为4.20需加入固体NaOH x g ： 4.20 = 4.01 + lg 1-1-1-1-mol 40g g 0.50L L 4mol 13.0mol 40g gL 50.0L 66mol 0.0⋅-⨯⋅⋅+⨯⋅x x 解得： m = 1.1c （C 4H 4N 2O 3）= 0.134 mol·L -1 –L50.0m ol g 401g .11-⨯⋅= 0.079 mol·L -1 c （NaC 4H 3N 2O 3）= 0.066 mol·L -1 + L 50.0mol g 40 1.1g 1-⨯⋅= 0.12 mol·L -1 β =1--1-1L0.12)mol (0.079L 0.12mol L 0.079mol 2.303⋅+⋅⨯⋅⨯= 0.11 mol·L -1 例4-4 用0.025 mol·L -1的H 2C 8H 4O 4(邻苯二甲酸)溶液和0.10 mol·L -1的NaOH 溶液，配制pH 为5.60的缓冲溶液100 mL ，求所需H 2C 8H 4O 4溶液和NaOH 溶液的体积比。

分析 NaOH 与H 2C 8H 4O 4完全反应生成NaHC 8H 4O 4，再与NaHC 8H 4O 4部分反应生成Na 2C 8H 4O 4。

解 缓冲系为-448O H HC —-2448O H C ,查表4-1，p K a2=5.41。

设需H 2C 8H 4O 4溶液V 1 mL ，需NaOH 溶液的总体积为V 2 mL ，依题意第一步反应需NaOH 溶液的体积亦为V 1 mL 。

对于较复杂的平衡体系，可用列表法找出平衡时各物质的量。

⑴ H 2C 8H 4O 4(aq) + NaOH(aq)-448O H HC (aq) + H 2O(l) 起始量mmol + 0.025V 1 +0.025V 1变化量mmol -0.025 V 1 -0.025V 1 +0.025V 1平衡量mmol 0 0 +0.025V 1⑵ -448O H HC (aq) + NaOH(aq) -2448O H C (aq) + H 2O(l)起始量mmol +0.025V 1 +(0.10V 2-0.025V 1)变化量mmol -(0.10V 2-0.025V 1) -(0.10V 2-0.025V 1) +(0.10V 2-0.025V 1)平衡量mmol [0.025V 1- (0.10V 2-0.025V 1)] 0 (0.10V 2-0.025V 1)= (0.050V 1-0.10V 2)pH = p K a2 + lg )O H HC ()O H C (-448-2448n n = 5.41 + lg mmol )10.0050.0(mmol )025.010.0(2112V V V V --= 5.60 解得 5.221=V V 学生自测题 [TOP] 判断题 选择题 填空题 问答题 计算题一、判断题（对的打√，错的打×）1. 缓冲溶液就是能抵抗外来酸碱影响，保持溶液pH 绝对不变的溶液。

（ ）2、在一定范围内稀释缓冲溶液后，由于[共轭碱]与[共轭酸]的比值不变，故缓冲溶液的pH 和缓冲容量均不变。

（ ）3、可采用在某一元弱酸HB 中，加入适量NaOH 的方法来配制缓冲溶液。

（ ）4、总浓度越大，缓冲容量越大，缓冲溶液的缓冲能力越强。

（ ）5、正常人体血浆中，碳酸缓冲系的缓冲比为20：1，所以该缓冲系无缓冲作用。

（ ）二、选择题（将每题一个正确答案的标号选出） [TOP]1、下列混合溶液中，具有缓冲作用的是 （ ）A ．50 mL c （KH 2PO 4）= 0.10 mol·L -1的溶液+50 mL c （NaOH ）= 0.10 mol·L -1的溶液。

B ．50 mL c （HAc ）= 0.10 mol·L -1的溶液+25 mL c （NaOH ）= 0.10 mol·L -1的溶液。

C ．50 mL c （NH 3）= 0.10 mol·L -1的溶液+25 mL c （HCl ）= 0.20 mol·L -1的溶液。

D ．500 mL c （NaHCO 3）= 0.10 mol·L -1的溶液+5 mL CO 2饱和水溶液（常温下CO 2的摩尔溶解度为0.04 mol·L -1）。

E ．l 升纯水中加入c （HAC ）= 0.01 mol·L -1和c （NaAc ）= 0.01 mol·L -1的溶液各1滴。

2、由相同浓度的HB 溶液与B - 溶液等体积混合组成的缓冲溶液，若B -的K b =1.0×10-10，则此缓冲溶液的pH 为（ ）A ．4.0B ．5.0C ．7.0 D. 10.0 E ．14.03、用相同浓度的HCl 溶液和NH 3·H 2O 溶液（p K b ＝4.76）配制pH = 9.24的缓冲溶液，HCl 溶液和NH 3·H 2O 溶液的体积比应为（ ）A ．1∶1B ．1∶2C ．2∶1D ．3∶1E ．1∶34、配制pH=9.30的缓冲溶液，下列缓冲对中最合适的是（ ）A ．NaHCO 3-Na 2CO 3（H 2CO 3的p K a2 = 10.33）B ．HAc - NaAc （HAc 的p K a = 4.756）C ．NH 4Cl – NH 3·H 2O （NH 3·H 2O 的p K b = 4.75）D ．Na 2HPO 4 – Na 3PO 4（H 3PO 4的p K a3 = 12.32）E ．C 2H 5COOH –C 2H 5COONa （C 2H 5COOH 的p K a = 4.87）5、已知常温下H 3PO 4的p K a1=2.16，p K a2=7.21, p K a3=12.32。