试验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、NH3-NH4Cl、Na2B4O7·10H2O-Na2CO3、KH2PO4- Na2HPO4 等。 对于弱酸 HB 及其 液： 对于弱碱 B 及其共轭酸 BH+组成的缓冲溶液： 共轭碱 B-组成的缓冲溶 HBH 2O H 3O B c(H) Ka c(HB) c(B) c(HB) c(B) c apHpKa(HB)  lg c b pHpKa(HB)  lg pOHpK b  lg  c b c a 一般配制缓冲溶液时，常使 cb=ca，此时缓冲容量最大，缓冲能力最强。 三、实验用品 1 1、仪器、仪器 PB-10 酸度计、电子天平（常数双杰 JJ600） 1 2 2、器材、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 3、试剂、试剂 浓氨水（28%） 、NH4Cl（s） 、冰醋酸（99%） 、NaAc（s） 、KCl（3mol·L-1） 标准缓冲溶液（pH6.86；pH4.01） 四、实验内容 1 1、溶液的粗略配制、溶液的粗略配制 （（1 1））0.1mol·0.1mol·L L-1-1NHNH4 4ClCl 溶液的配制溶液的配制 用精度为 0.01g 的电子天平称取 0.27g 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 2））0.1mol·0.1mol·L L-1-1氨水溶液的配制氨水溶液的配制 用 5mL 量筒量取 0.38mL 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 3））1.0mol·1.0mol·L L-1-1NaAcNaAc 溶液的配制溶液的配制 用精度为 0.01g 的电子天平称取 4.10g 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 4））0.10mol·0.10mol·L L-1-1NaAcNaAc 溶液的配制溶液的配制 用 10mL 量筒量取 1.0mol·L-1NaAc 溶液 5.0mL，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 5））1.0mol·1.0mol·L L-1-1HAcHAc 溶液的配制溶液的配制 用 10mL 试管量取 2.87mL 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 6））0.10mol·0.10mol·L L-1-1HAcHAc 溶液的配制溶液的配制 2 用 10mL 量筒量取 1.0mol·L-1HAc 溶液 5.0mL，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 2、缓冲溶液的配制与、缓冲溶液的配制与 pHpH 值的测定值的测定 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 组 号 1 2 3 4 配制溶液 （分别量取 10.0mL） 0.1mol·L-1氨水 + 0.1mol·L-1NH4Cl 1.0mol·L-1HAc + 1.0mol·L-1NaAc 1.0mol·L-1HAc + 0.10mol·L-1NaAc 0.10mol·L-1HAc + 1.00mol·L-1NaAc 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 10.0mL 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 3、实验数据记录、实验数据记录 3 表 1-2 缓冲溶液 pH 的测定 溶液 编号 1-1 2-1 3-1 4-1 5-1 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 1.0mol·L-1，如何配制 100mL pH=4.8 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=4.8,Cs=1mol/L 的缓冲溶 液，要选择醋酸和醋酸的盐溶液 又pKa（HAc）=4.75lg(Ca/Cs)=-0.5 Ca/Ca=0.316Ca=0.316mol/L 即应选择浓度为 0.316mol/l 的 HAc 溶液。 4 溶液加 2 滴 0.10mol·L-1 HCl，搅匀 编号 1-1 2-1 3-1 4-1 5-1 pH 测定值 溶液加 2 滴 0.1mol·L-1 NaOH，搅匀 编号 1-2 2-2 3-2 4-2 5-2 pH 测定值pH 测定值 附注：PB-10 简明操作指南（Sartorius 普及型 pH 计） 1 1、准备、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 2、校准、校准 （1）按 SETUP 键，仪器显示“Clear buffer” ，按 ENTER 键确认。 （2）按