實驗一：緩沖溶液的配制實驗

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項目1：緩沖溶液的配制及 pH 測定 1、 實驗目的 1. 學會標準緩沖溶液的配制方法，并驗證其性質。 2. 練習吸量管的使用方法。 二、實驗原理 緩沖原理：緩沖溶液具有抵抗外來少量酸、堿或稀釋的干擾，而保持其本身 pH 基本不變的能力。緩沖溶液由共軛酸堿對組成，其中共軛酸是抗堿成分，共軛堿是抗酸成分，緩沖溶液的 pH 計算公： 配制一定 pH 的緩沖溶液的原則：選擇合適的緩沖系，使緩沖系共軛酸的 pKa 盡可能與所配緩沖溶液的 pH 相等或接近，以保證緩沖系在總濃度一定時，具有較大的緩沖能力；配制緩沖溶液要有適當?shù)目倽舛龋话闱闆r下，緩沖溶液的總濃度宜選在0.05～0.2mo1/L之間。 緩沖溶液pH除了主要決定于pKa(pKb)外，還與鹽和酸（或堿）的濃度比值有關，若配制緩沖溶液所用的鹽和酸（或堿）的原始濃度相同均為c，酸（或堿）的體積為Va(Vb)，鹽的體積為Vs，總體積為V，混合后酸（或堿）的濃度為，鹽的濃度為，則 所以緩沖溶液pH可寫為 配制緩沖溶液時，只需按照計算值量取鹽和酸（或堿）的體積，混合后即可得到一定pH的緩沖溶液。 緩沖容量是衡量緩沖溶液的緩沖能力大小的尺度。為了獲得最大的緩沖容量，應控制，鹽和酸（或堿）的濃度大的，緩沖容量亦大。 3、 儀器和藥品 儀器：燒杯，量筒，吸量管，試管等。 試劑：pH=4的HCl溶液、pH=10的NaOH溶液、0.10mol/L 的 HAc、 NaAc、 NaOH、 HCl 、 Na2HPO4、NaH2PO4溶液、精密 pH 試紙，廣泛 pH 試紙。 4、 實驗步驟 1. 緩沖溶液配制 甲、乙、丙三種緩沖溶液的組成如下表。如配制三種緩沖溶液各10mL，計算所需各組分的體積，并填入表中。 按照表1中用量，用10mL量筒（或吸量管）配制甲、乙、丙三種緩沖溶液于已經編號的3支試管中，用廣泛pH試紙測定所配制的緩沖溶液的pH，填入表中，試比較實驗值與計算值是否相符。 表1 緩沖溶液理論配制與實驗測定 pH=pKa-lgna/nb 4=4.75-lg0.1x/0.1(10-x) 0.75=lgx/(10-x) 5.62=x/10-x 2. 緩沖溶液的性能 （1）緩沖溶液對強酸強堿的緩沖能力 ①在兩只試管中各加入3mL蒸餾水，用廣泛pH試紙測定其pH，然后分別加入3滴0.1mol/L HCl和0.1mol/L NaOH溶液，再用廣泛pH試紙測定其pH。 ②將實驗1中配制的甲、乙、丙三種溶液依次各取3mL，每種取兩份，共取6份，分別加入3滴0.1mol/L HCl和0.1mol/L NaOH溶液，用廣泛pH試紙測定其pH并填入表2。 蒸餾水 蒸餾水+3滴0.1mol/L HCl 蒸餾水+3滴0.1mol/L NaOH pH= pH= pH= 表2 緩沖溶液的性質 測定分別加入酸和堿后，同一緩沖溶液的pH有無變化？與未加酸堿的緩沖溶液的pH比較有無變化，為什么？ （2）緩沖溶液對稀釋的緩沖能力 按表3，在3支試管中，依次加入1mL pH=4的緩沖溶液、pH=4的HCl溶液、pH=10的緩沖溶液、pH=10的NaOH溶液，然后在各試管中加入10mL蒸餾水，混合后用精密pH 試紙測量其pH，并解釋實驗現(xiàn)象。 表3 緩沖溶液的稀釋 5、 思考題 1. 緩沖溶液的pH由哪些因素決定的？ 2. 現(xiàn)有下列幾種酸及其對應的鹽類，欲配制pH=2、pH=10、pH=12的緩沖溶液，應選擇哪種緩沖劑較好？ H3PO4、HAc、H2C2O4、H2CO3、HF 3. 將10mL 0.1mol/L HAc溶液和10mL 0.1mol/L NaOH溶液混合后，問所得溶液是否具有緩沖能力？ 4. 使用pH試紙檢驗溶液的pH，應注意哪些問題？ 拓展實驗