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1、项目 1：缓冲溶液的配制及 pH 测定一、实验目的1.学会标准缓冲溶液的配制方法，并验证其性质。2.练习吸量管的使用方法。二、实验原理缓冲原理：缓冲溶液具有抵抗外来少量酸、碱或稀释的干扰，而保持其本身pH 基本不变的能力。缓冲溶液由共轭酸碱对组成，其中共轭酸是抗碱成分，共轭碱是抗酸成分，缓冲溶液的 pH 计算公：配制一定 pH 的缓冲溶液的原则：选择合适的缓冲系，使缓冲系共轭酸的pKa 尽可能与所配缓冲溶液的 pH 相等或接近，以保证缓冲系在总浓度一定时，具有较大的缓冲能力；配制缓冲溶液要有适当的总浓度，一般情况下，缓冲溶液的总浓度宜选在之间。缓冲溶液 pH 除了主要决定于 pKa(pKb)外
2、，还与盐和酸或碱的浓度比值有关，假设配制缓冲溶液所用的盐和酸或碱的原始浓度相同均为c，酸或碱的体积为 Va(Vb)，盐的体积为 Vs，总体积为 V，混合后酸或碱的浓度为，盐的浓度为，则所以缓冲溶液 pH 可写为配制缓冲溶液时，只需按照计算值量取盐和酸或碱的体积，混合后即可得到一定 pH 的缓冲溶液。缓冲容量是衡量缓冲溶液的缓冲能力大小的尺度。为了获得最大的缓冲容量，应控制亦大。三、仪器和药品，盐和酸或碱的浓度大的，缓冲容量仪器：烧杯，量筒，吸量管，试管等。试剂：pH=4 的 HCl 溶液、pH=10 的 NaOH 溶液、的 HAc、NaAc、NaOH、HCl、Na2HPO4、NaH2PO4溶液
3、、精密 pH 试纸，广泛 pH 试纸。四、实验步骤1.缓冲溶液配制甲、乙、丙三种缓冲溶液的组成如下表。如配制三种缓冲溶液各 10mL，计算所需各组分的体积，并填入表中。按照表 1 中用量，用10mL 量筒或吸量管配制甲、乙、丙三种缓冲溶液于已经编号的 3 支试管中，用广泛 pH 试纸测定所配制的缓冲溶液的 pH，填入表中，试比较实验值与计算值是否相符。表 1 缓冲溶液理论配制与实验测定pH=pKa-lgna/nb4=4.75-lg0.1x/0.1(10-x)0.75=lgx/(10-x)5.62=x/10-x2.缓冲溶液的性能1缓冲溶液对强酸强碱的缓冲能力在两只试管中各加入 3mL 蒸馏水，用
4、广泛 pH 试纸测定其 pH，然后分别加入3 滴和溶液，再用广泛 pH 试纸测定其 pH。将实验 1 中配制的甲、乙、丙三种溶液依次各取 3mL，每种取两份，共取 6份，分别加入 3 滴和溶液，用广泛 pH 试纸测定其 pH 并填入表 2。蒸馏水pH=蒸馏水+3 滴pH=表 2 缓冲溶液的性质蒸馏水+3 滴pH=测定分别加入酸和碱后，同一缓冲溶液的pH 有无变化？与未加酸碱的缓冲溶液的 pH 比较有无变化，为什么？2缓冲溶液对稀释的缓冲能力按表 3，在 3 支试管中，依次加入 1mL pH=4 的缓冲溶液、pH=4 的 HCl 溶液、pH=10 的缓冲溶液、pH=10 的 NaOH 溶液，然后在各试管中加入 10mL 蒸馏水，混合后用精密 pH 试纸测量其 pH，并解释实验现象。表 3 缓冲溶液的稀释五、思考题1.缓冲溶液的 pH 由哪些因素决定的？2.现有以下几种酸及其对应的盐类，欲配制pH=2、pH=10、pH=12 的缓冲溶液，应选择哪种缓冲剂较好？H3PO4、HAc、H2C2O4、H2CO3、HF3.将溶液和溶液混合后，问所得溶液是否具有缓冲能力？4.使用 pH 试纸检验溶液的 pH，应注意哪些问题？拓展实验