《緩沖溶液的配制與性質(zhì)》

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1 實驗一 緩沖溶液的配制和性質(zhì) 溶液 pH 值測定 實驗?zāi)康?1 學(xué)習(xí)緩沖溶液及常用等滲磷酸鹽緩沖溶液的配制方法 2 加深對緩沖溶液性質(zhì)的理解 3 強化吸量管的使用方法 4 學(xué)習(xí)使用pHS 2C型酸度計 5 培養(yǎng)環(huán)境保護意識 預(yù)習(xí)作業(yè) 1 一般性溶液與緩沖溶液有什么不同 2 緩沖溶液的性質(zhì)有哪些 3 如何衡量緩沖溶液的緩沖能力大小 緩沖溶液的緩沖能力與什么因素有關(guān) 4 實驗是如何設(shè)計以驗證緩沖溶液所具有的性質(zhì)及緩沖容量的影響因素的 設(shè)計時 有哪些注意事項 5 該如何檢測緩沖溶液的pH 值是否發(fā)生改變 是否均需要用pH 計 6 本實驗屬定量測定還是定性測定或半定量測定 實驗原理 普通溶液不具備抗酸 抗堿 抗稀釋作用 緩沖溶液通常是由足夠濃度的弱酸及其共軛堿 弱堿及其共軛酸或多元酸的酸式鹽及 其次級鹽組成的 具有抵抗外加的少量強酸或強堿 或適當(dāng)稀釋而保持溶液pH值基本不變 的作用 本實驗通過將普通溶液和配制成的緩沖溶液對加入酸 堿或適當(dāng)稀釋前后pH數(shù)值的變 化來探討緩沖溶液的性質(zhì) 根據(jù)緩沖溶液中共軛酸堿對所存在的質(zhì)子轉(zhuǎn)移平衡 HB B H3O 緩沖溶液 pH 值的計算公式為 緩 沖 比lgap 共 軛 酸 共 軛 堿lgap H lgpH KKKa 式中pK a為共軛酸解離常數(shù)的負(fù)對數(shù) 此式表明 緩沖溶液的pH值主要取決于弱酸的 pKa值 其次決定于其緩沖比 需注意的是 由上述公式算得的pH 值是近似的 準(zhǔn)確的計算應(yīng)該用活度而不應(yīng)該用濃 度 要配制準(zhǔn)確pH值的緩沖溶液 可參考有關(guān)手冊和參考書上的配方 它們的pH 值是由精 確的實驗方法確定的 緩沖容量 是衡量緩沖能力大小的尺度 緩沖容量 的大小與緩沖溶液總濃度 緩沖組分的比值有關(guān) 1 緩 沖 比 B 2 30 HB 2 30 緩沖溶液總濃度越大則 越大 緩沖比越趨向于1 則 越大 當(dāng)緩沖比為1時 達(dá)極大 值 2 實驗室中最簡單的測定緩沖容量的方法是利用酸堿指示劑變色來進(jìn)行判斷的 例如 本實驗就使用了甲基紅指示劑 表2 3 1 甲基紅指示劑變色范圍 pH值 4 2 4 2 6 3 6 3 顏色 紅色 橙色 黃色 醫(yī)學(xué)上常用PBS 等滲磷酸鹽緩沖鹽水 作為體外細(xì)胞緩沖培養(yǎng)液 PBS是與人體血漿滲 透壓 280 320mOsmol L 1 等滲 并與人體血液pH 值 7 35 7 45 一致的含有 NaCl KCl Na 2HPO4 KH 2PO4等物質(zhì)的磷酸鹽緩沖液 根據(jù)不同用途 PBS有不同的配 制方法 如用于細(xì)胞培養(yǎng)的pbs配方為 8g NaCl 0 2g KCl 0 24g KH 2PO4 1 44g Na2HPO4 加水至800ml 用HCl 調(diào)pH至7 4 補水至1L 消毒滅菌既得 其在水溶液中的質(zhì)子轉(zhuǎn)移平衡如下 H2PO4 H2O H2PO42 H 3O Ka2 由上式可知該緩沖液pH的計算公式為 422 P palgpalgK 共 軛 堿共 軛 酸 該公式計算出來的數(shù)值由于未考慮溶液的活度 所以所得的數(shù)值仍為近似值 儀器與試劑 儀器 吸量管 5mL 5 10mL 5 比色管 20mL 4 量筒 10mL 燒杯 50mL 6 試 管 10mL 6 20mL 6 滴管 玻棒 洗瓶 pHS 2C型酸度計等 試劑 1 0mol L 1 HAc 0 1mol L 1HAc 1 0mol L 1 NaAc 0 10mol L 1 NaAc 0 15mol L 1KH2PO4 0 10mol L 1Na2HPO4 0 15mol L 1NaCl 0 15mol L 1KCl 1 0mol L 1NaOH 1 0mol L 1HCl 0 15mol L 1HCl 蒸餾水 甲基紅指示劑 廣泛 pH試紙 自帶試樣兩份 實驗步驟 方法 1 一 緩沖溶液的配制 按照表2 3 2中用量 用吸量管配制甲 乙 丙及細(xì)胞培養(yǎng)用PBS 緩沖溶液于已標(biāo)號的 四支10mL 20mL比色管中 備用 二 緩沖溶液的性質(zhì) 1 緩沖溶液的抗酸 抗堿 抗稀釋作用 取7支試管 按表2 3 3分別加入下列溶液 用廣泛pH 試紙測pH值 然后 分別在各試 管中滴加2滴1mol L 1HCl溶液或 2滴1mol L 1NaOH溶液 再測pH值 記錄實驗數(shù)據(jù) 解釋 所得結(jié)果 2 緩沖容量與緩沖溶液總濃度 c 及緩沖比 的關(guān)系 HB 取6支試管 按表2 3 4分別加入下列溶液 測pH 值 然后 在1 4號試管中各加2滴 1mol L 1HCl溶液或 2滴1mol L 1NaOH 再測pH值 5 6號試管中分別滴入2滴甲基紅指示 劑 溶液呈紅色 然后一邊振搖一邊逐滴加入1 0mol L 1NaOH溶液 直至溶液的顏色剛好 變成黃色 記錄所加的滴數(shù) 記錄實驗結(jié)果 解釋所得結(jié)果 三 PBS溶液及自帶試樣溶液pH 值的測定 先用pH試紙測量PBS溶液及自帶試樣溶液的 pH值 然后用pHS 2C型酸度計分別測定它 們的pH值 比較一下所測的 pH數(shù)值是否與你預(yù)想的一致 3 數(shù)據(jù)記錄與結(jié)果分析 日期 溫度 相對濕度 表2 3 2 緩沖溶液的配制 編號 試劑 濃度 mol L 1 用量 mL 總體積 mL HAc 1 0 6 00甲 NaAc 1 0 6 00 12 00 HAc 0 10 4 00乙 NaAc 0 10 4 00 8 00 HAc 0 10 0 30丙 NaAc 0 10 2 70 3 00 KH2PO4 0 15 0 20 Na2HPO4 0 10 1 70 NaCl 0 15 15 50 細(xì)胞培養(yǎng)用 PBS KCl 0 15 0 30 17 70 表2 3 3 緩沖溶液的抗酸 抗堿 抗稀釋作用 實驗編號 1 2 3 4 5 6 7 緩沖溶液 甲 mL 2 0 2 0 2 0 H2O mL 2 0 2 0 5 0 NaCl mL 2 0 2 0 pH 1 1 0mol L 1HCl 滴 2 2 2 1 0mol L 1NaOH 滴 2 2 2 pH 2 pH 結(jié)論 表2 3 4 緩沖容量 與緩沖比 及緩沖溶液總濃度 c 間的關(guān)系 HB 實驗項目 與 c 關(guān)系 與 關(guān)系 HB 實驗編號 1 2 3 4 5 6 緩沖溶液 甲 mL 2 0 2 0 緩沖溶液 乙 mL 2 0 2 0 2 0 緩沖溶液 丙 mL 2 0 pH 1 甲基紅指示劑 滴 2 2 溶液顏色 1 0mol L 1HCl 滴 2 2 1 0mol L 1NaOH 滴 2 2 至溶液 至溶液 4 剛好變 成黃色 滴 剛好變 成黃色 滴 pH 2 pH 結(jié)論 表2 3 5 PBS溶液及自帶試樣溶液pH值的測定 實驗項目 PBS溶液 自帶試樣1 自帶試樣2 pH試紙 pHS 2C pH 結(jié)論 備注 本實驗方法配制的細(xì)胞培養(yǎng)用PBS溶液 已與人體血漿滲透壓等滲 若 PBS溶 液pH不等于7 4 可直接用0 15 mol L 1HCl調(diào)節(jié)至7 4 實驗步驟 方法 2 一 一般溶液的抗酸 抗堿 抗稀釋作用 取10支試管 按照表2 3 6中用量 分別加入各種試劑 測 pH值 然后 在各試管中分 別滴加2滴1mol L 1HCl溶液或 1mol L 1NaOH溶液 再測pH值 最后 在各試管中在加入 5ml蒸餾水 再測pH值 記錄實驗數(shù)據(jù) 解釋普通溶液是否具有抗酸 抗堿 抗稀釋作用 二 緩沖溶液的配制及性質(zhì) 取8支試管 按照表2 3 7中用量 分別加入各種試劑 測 pH值 然后 在各試管中分 別滴加2滴1mol L 1HCl溶液或 1mol L 1NaOH溶液或蒸餾水 再測pH值 記錄實驗結(jié)果 解 釋緩沖溶液的抗酸 抗堿 抗稀釋作用及緩沖容量的影響因素 三 PBS溶液的配制及自帶試樣溶液pH 值的測定 取50ml燒杯3個 其中一個按照表2 3 8中用量配制PBS溶液 然后用pH 試紙測量PBS溶 液及自帶試樣溶液的pH值 再用 pHS 2C型酸度計分別測定它們的pH值 比較一下所測的 pH數(shù)值是否與你預(yù)想的一致 數(shù)據(jù)記錄與結(jié)果分析 日期 溫度 相對濕度 表2 3 6 普通溶液否具有抗酸 抗堿 抗稀釋作用 編號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 0mol L 1NaAc ml 1 0 1 0 1 0mol L 1HAc ml 1 0 1 0 0 1mol L 1NaAc ml 1 0 1 0 0 1mol L 1HAc ml 1 0 1 0 0 15mol L 1NaCl ml 1 0 1 0 pH 1 1 0mol L 1HCl 滴 2 2 2 2 2 1 0mol L 1NaOH 滴 2 2 2 2 2 5 pH 2 pH pH 2 pH 1 H2O ml 5 0 5 0 5 0 5 0 5 0 5 0 5 0 5 0 5 0 5 0 pH 3 pH pH 3 pH 2 結(jié)論 表2 3 7 緩沖溶液的配制及性質(zhì) 編號 1 2 3 4 5 6 7 8 1 0mol L 1NaAc ml 1 0 1 0 1 0 1 0mol L 1HAc ml 1 0 1 0 1 0 0 1mol L 1NaAc ml 1 0 1 0 1 0 1 0 0 2 0 1mol L 1HAc ml 1 0 1 0 1 0 1 0 1 8 緩沖溶液總濃度 緩沖比 pH 值 甲基紅 滴 2 2 1 0mol L 1HCl 滴 2 2 1 0mol L 1NaOH 滴 2 2 至溶液 剛好變 成黃色 滴 至溶液 剛好變 成黃色 滴 H2O ml 5 0 5 0 pH 值 pH 結(jié)論 表2 3 8 細(xì)胞培養(yǎng)用PBS緩沖溶液的配制及自帶試樣溶液 pH值的測定 試劑 用量 mL 總體積 mL pH值 試紙 pH值 儀器 0 15 mol L 1 KH2PO4 0 20 0 10 mol L 1 Na2HPO4 1 70 0 15 mol L 1NaCl 15 50 0 15 mol L 1 KCl 0 30 17 70 自帶試樣溶液1 自帶試樣溶液2 結(jié)論 思考題 1 緩沖溶液的pH值由哪些因素決定 2 為什么緩沖溶液具有緩沖能力 3 pH試紙與pHS 2C 型酸度計測定溶液的pH 值的準(zhǔn)確度如何 6 4 為何每測定完一種溶液 復(fù)合電極需用蒸餾水洗凈并吸干后才能測定另一種溶液 5 本實驗是如何設(shè)計以驗證這些性質(zhì)的 6 本實驗屬定量測定還是定性測定或半定量測定 7 如果只有HAc 和NaOH HCl和NH 3 H2O KH 3PO4和NaOH 能夠進(jìn)行上述實 驗嗎 你將怎樣進(jìn)行實驗設(shè)計 90KMnO4 K2MnO4O2 H2C H2O CH 1H2CO4CO2 H2 0 5KMnMn KMnO4 KMnO40 4molL 1 MnO4 5C24 8 Mn2 10CO2 4H2 0 13 0 1g 10 mLNa2CO4 Na24 20 mLa24 250mL 3 0L 1molH2SO4 10L n4 Mn 2 n2 H2SO4 N3 ClL 1mo l H2SO4 KMnO4 KO4 n4 30s KMnO4 KMnO4 H 2 0 mL H2O 3 3 1olH2SO4 KMn 30s O4 H2O 2n4 52 6 Mn2 82 52 mL 5 2 0 04molL 1 0mL 20mL MNa2CO45 實驗一 儀器的認(rèn)領(lǐng) 洗滌及干燥 實驗三 溶液的配制 7 容量儀器與量器的分類 它們的洗滌及干燥要求各有何共同點及不同點 共有幾種洗滌方式 各用于哪些方面 答提示 常規(guī)洗滌 化學(xué)洗滌 物理洗滌 如超聲波 針對溶質(zhì)不同的存在狀態(tài) 溶液配制分別有哪些方法 注意事項是什么 答提示 考慮氣相 液相 固相 針對溶質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì) 配制溶液時應(yīng)注意些什么 答提示 考慮物理性質(zhì) 揮發(fā)性 吸水性 吸熱及放熱 考慮化學(xué)性質(zhì) 水解性 空氣中與CO2作用 分子式與試劑名一致 吸濕 風(fēng)化 氧化或還原 分解 使用容量瓶時 用滴管加水至刻度線時 為何 滴管要從刻度線以上1cm處 沿頸壁緩緩滴加純水至溶液彎月面最低點恰好與標(biāo)線相切 而不是刻度線以下 1cm處 答提示 一是體積影響 二是溶質(zhì)被帶起 對濃度影響 實驗二 稱量練習(xí) 稱量量具有幾種 各用于什么范圍 稱量方法有幾種 分別在哪方面使用 稱量量具使用的注意事項是什么 解釋不能直接進(jìn)行熱物稱量的緣由