教案提纲 [教学对象] 农科本科一年级 [学 科] 普通化学 [课 型 合班理论讲授 [授课题目] 缓冲溶液：酸碱的质子理论 [授课纲目] 第五章电离及沉淀平衡/第四节缓冲溶液/第五节酸碱的质子理论 [授课时数] 2学时 [教学目的] 1、掌握缓冲溶液的组成和作用机理： 2、掌握缓冲溶液pH的有关计算： 3、熟悉缓冲溶液的缓冲容量和范围，掌握其配置原则和方法： 4、掌握酸碱质子理论的内容及其应用： 5、培养学生分析问题、解决问题的能力，培养创新能力。 1、缓冲溶液pH的有关计算： [教学重点] 2、缓冲溶液的组成和作用机理： 3、 掌握缓冲溶液的配置原则和方法： 4、酸碱质子理论的内容及其应用 「教学难点] 缓冲溶液的组成和作用机理：缓冲溶液pH的有关计算。 [教学方法] 讲授法 [参考文献灯 1、赵士铎主编，普通化学，面向21世纪课程教材，北京，中国农业出版 社，1997.7,43~56 2、徐伟亮主编，化学知识体系与学习指南，北京，科学出版社，2001.2， 1718 3、张永安编，无机化学，北京，北京师范大学出版社，1998.9,74~81 4、刘晓庚主编，基础化学学习指导，北京，气象出版社，1995.5,43~47 5、翟仁通主编，普通化学，北京，中国农业出版社，1996.12,28~41 6,J.D Lee.A New Concise Inorganic Chemistry (Third edition).New York:Van Nostrand Reinhold Company Ltd.1977
教案提纲 [教学对象] 农科本科一年级 [学 科] 普通化学 [课 型] 合班理论讲授 [授课题目] 缓冲溶液；酸碱的质子理论 [授课纲目] 第五章 电离及沉淀平衡/第四节缓冲溶液／第五节酸碱的质子理论 [授课时数] 2 学时 [教学目的] 1、掌握缓冲溶液的组成和作用机理； 2、掌握缓冲溶液 pH 的有关计算； 3、熟悉缓冲溶液的缓冲容量和范围，掌握其配置原则和方法； 4、掌握酸碱质子理论的内容及其应用； 5、培养学生分析问题、解决问题的能力，培养创新能力。 [教学重点] 1、 缓冲溶液 pH 的有关计算； 2、 缓冲溶液的组成和作用机理； 3、 掌握缓冲溶液的配置原则和方法； 4、 酸碱质子理论的内容及其应用 [教学难点] 缓冲溶液的组成和作用机理；缓冲溶液 pH 的有关计算。 [教学方法] 讲授法 [参考文献] 1、 赵士铎主编，普通化学，面向 21 世纪课程教材，北京，中国农业出版 社，1997.7,43～56 2、 徐伟亮主编，化学知识体系与学习指南，北京，科学出版社，2001.2， 17～18 3、 张永安编，无机化学，北京，北京师范大学出版社，1998.9，74～81 4、 刘晓庚主编，基础化学学习指导，北京，气象出版社，1995.5，43～47 5、 翟仁通主编，普通化学，北京，中国农业出版社，1996.12，28～41 6、J.D Lee. A New Concise Inorganic Chemistry (Third edition). New York: Van Nostrand Reinhold Company Ltd. 1977
教学过程 批注 复习导入新课(5分钟) 复习盐的水解，由电解质按不同计量比混合计算溶液p而引出所要学习的内容。 一一提问引出 二 讲授新课 一一板书 第四节缓冲溶液 5.4.1缓冲溶液和缓冲作用 一一板书 缓冲溶液：是一种弱电解质的电离平衡体系。能够抵抗少量外加强酸、强碱或稀释 一一叙述内容 影响，而保持溶液本身的pH相对稳定的作用称为缓冲作用。这种具有缓冲作用的混合溶 叫缓冲溶液。 缓冲溶液为什么会具有缓冲作用？原因是在HAc及其盐NaAc的混合溶液中，存在 大量的HAc和Ac,并存在HAc的电离平衡 HAc H++ Ac 一一板书，简 缓冲溶液之所以具有缓冲作用，是由于缓冲溶液中存在着大量的弱酸及其弱酸盐，它要介绍其作用 能分别和少量的外加强碱及强酸反应，从而消除了外加游离H和游离OH厂的影响，保持机理 溶液的pH相对稳定。 常见的缓冲溶液大致分成两类： 一类是弱酸及其盐（或弱碱及其盐）所组成的溶液， 一一板书 (1)弱酸及其盐：HAc一NaAc (2)弱碱及其盐：NH3H2O一NH4C1 另一类就是既能失去质子，又能得到质子的两性物质， (1)多元弱酸及其盐：NaHCO,一NaCO,CO,-NaHCO,、HPO:-HPO等。 (2)两性物质氨基酸、蛋白质 5.4.2缓冲溶液的pH 一一板书 缓冲溶液pH的计算就是同离子效应的平衡计算。 以弱酸及其盐（如HAc一NaAc)缓冲溶液为例。当溶液中弱酸的浓度为Ca,弱酸盐 浓度为c.溶液存在下列平衡： HAc =H++ Ac 一一板书 平衡浓度/mol-dm"3 Ca-x Cs+x x/c9-K9x C Cs Ceg(H)=x 所以 PH-p K9-lg 一一板书并要 求同熟练掌握 同理，对于弱碱及其盐组成的缓冲溶液的pH计算公式为： 灵活运用。举例 说明 POH=p K9-1g Co 一一板书 pH=14-(p8-1g9) 一一通过分析 注意：1缓冲溶液pH计算公式中Ka的选择： 例题让同学掌 2溶液混合后的浓度以及体系的确定。 握 5.4.3缓冲容量及缓冲范围 一一板书 缓冲容量是指使1dm3缓冲溶液的pH改变1个单位，所需加入的酸或碱的物质的量 一一用生活中 缓冲容量越大，说明缓冲溶液的缓冲能力越强。当缓冲对的总浓度一定，缓冲对的浓度 的实例形象地 为1：1时，缓冲容量最大。而当缓冲对的浓度比在0.1~10之间变化时，缓冲溶液都有 说明缓冲容量 强的缓冲能力，其对应的pH或pOH的变化范围为：
教 学 过 程 批 注 一 复习导入新课（5 分钟） 复习盐的水解，由电解质按不同计量比混合计算溶液 pH 而引出所要学习的内容。 二 讲授新课 第四节 缓冲溶液 5.4.1 缓冲溶液和缓冲作用 缓冲溶液：是一种弱电解质的电离平衡体系。能够抵抗少量外加强酸、强碱或稀释的 影响，而保持溶液本身的 pH 相对稳定的作用称为缓冲作用。这种具有缓冲作用的混合溶液 叫缓冲溶液。 缓冲溶液为什么会具有缓冲作用? 原因是在 HAc 及其盐 NaAc 的混合溶液中，存在着 大量的 HAc 和 Ac-，并存在 HAc 的电离平衡 HAc H+ + Ac－ 缓冲溶液之所以具有缓冲作用，是由于缓冲溶液中存在着大量的弱酸及其弱酸盐，它们 能分别和少量的外加强碱及强酸反应，从而消除了外加游离 H+和游离 OH－的影响，保持了 溶液的 pH 相对稳定。 常见的缓冲溶液大致分成两类： 一类是弱酸及其盐(或弱碱及其盐)所组成的溶液， （1）弱酸及其盐：HAc—NaAc （2）弱碱及其盐：NH3∙H2O—NH4C1 另一类就是既能失去质子，又能得到质子的两性物质， （1）多元弱酸及其盐：NaHCO3—Na2CO3，H2CO3—NaHCO3、H2PO − 4 —HPO 2− 4 等。 （2）两性物质 氨基酸、蛋白质 5.4.2 缓冲溶液的 pH 缓冲溶液 pH 的计算就是同离子效应的平衡计算。 以弱酸及其盐（如 HAc—NaAc）缓冲溶液为例。当溶液中弱酸的浓度为 ca，弱酸盐的 浓度为 cs，溶液存在下列平衡： HAc H+ + Ac－ 平衡浓度／mol∙dm－3 ca－x x cs+ x θ x / c = K θ a s a c c ceq(H+ )= x 所以 pH = p K θ a -lg s a c c 同理，对于弱碱及其盐组成的缓冲溶液的 pH 计算公式为： pOH = p K θ b -lg s b c c pH＝14－（p K θ b -lg s b c c ） 注意：1 缓冲溶液 pH 计算公式中 Ka 的选择； 2 溶液混合后的浓度以及体系的确定。 5.4.3 缓冲容量及缓冲范围 缓冲容量是指使 1 dm3 缓冲溶液的 pH 改变 1 个单位，所需加入的酸或碱的物质的量。 缓冲容量越大，说明缓冲溶液的缓冲能力越强。当缓冲对的总浓度一定，缓冲对的浓度比 为 1︰l 时，缓冲容量最大。而当缓冲对的浓度比在 0.1～10 之间变化时，缓冲溶液都有较 强的缓冲能力，其对应的 pH 或 pOH 的变化范围为： ――提问引出 －－板书 ――板书 ――叙述内容 ――板书，简 要 介 绍其 作 用 机理 ――板书 ――板书 ――板书 ― ― 板书 并 要 求 同 熟练 掌 握 灵活运用。举例 说明 ――板书 ― ― 通过 分 析 例 题 让同 学 掌 握 ――板书 ― ― 用生 活 中 的 实 例形 象 地 说明缓冲容量
教学过程 批注 pH=pK9±1 pOH=K9±1 一一板书，要求 这一变化范围称为缓冲溶液的缓冲范围。 记忆 5.4.4缓冲溶液的选择和配制 配制H确定的缓冲溶液时，为了使其缓冲能力比较强，应该尽可能地使缓冲对的浓 一一要求掌握 度比接近1：1，此时pH≈pM，pOH≈p?。所以要选择p(或pg)等于或接近所 缓冲对的选择 要求的pH(或pOH)的弱酸（或弱碱）及其盐作缓冲对。 5.4.5缓冲溶液的生物学意义 第五节酸碱质子理论 质子理论认为：凡是能给出质子(H的物质都是酸：凡是能结合质子(H)的物质都 一一板书 是碱。 酸与碱的这种相互依存、相互转化的关系称为酸碱的共轭关系，彼此称为共轭酸、共轭 碱。例如，HAc是Ac的共轭酸，而Ac又是HAc的共轭碱。 ·一强调掌握 注意：共轭酸碱只差一个质子。 三.小结：(3分钟) (1)缓冲溶液的组成和作用机理： (2)缓冲溶液pH的有关计算： (3)缓冲溶液的缓冲容量和范围，掌握其配置原则和方法： (4)酸碱质子理论。 四.布置作业： 板书设计 主板 副板 第四节缓冲溶液 5.4.1缓冲溶液和缓冲作用 HAc H+Ac 5.4.2缓冲溶液的pH HAc Ht Ac- 平衡浓度/mol-dm3 Ca-x cs+x x/c0-k9x Cu Cs Ceg(H")=x PH=p K9-lg Ca 同理，对于弱碱及其盐组成的缓冲溶液的pH计算公式为： POH-p K-lg,DH=14-(p A-1g) C 5.4.3缓冲容量及缓冲范围 pH=pK9±1 pOH=K8±1 5.4.4缓冲溶液的选择和配制 第五节酸碱质子理论
教 学 过 程 批 注 pH = p K θ a ±1 pOH = K θ b ±1 这一变化范围称为缓冲溶液的缓冲范围。 5.4.4 缓冲溶液的选择和配制 配制 pH 确定的缓冲溶液时，为了使其缓冲能力比较强，应该尽可能地使缓冲对的浓 度比接近 1﹕1，此时 pH≈pK θ a ，pOH≈pK θ b 。所以要选择 p K θ a (或 pK θ b )等于或接近所 要求的 pH(或 pOH)的弱酸(或弱碱)及其盐作缓冲对。 5.4.5 缓冲溶液的生物学意义 第五节 酸碱质子理论 质子理论认为：凡是能给出质子(H+ )的物质都是酸；凡是能结合质子(H+ )的物质都 是碱。 酸与碱的这种相互依存、相互转化的关系称为酸碱的共轭关系，彼此称为共轭酸、共轭 碱。例如，HAc 是 Ac－的共轭酸，而 Ac－又是 HAc 的共轭碱。 注意：共轭酸碱只差一个质子。 三．小结：（3 分钟） （1）缓冲溶液的组成和作用机理； （2）缓冲溶液 pH 的有关计算； （3）缓冲溶液的缓冲容量和范围，掌握其配置原则和方法； （4）酸碱质子理论。 四．布置作业： 板书设计 主板 副板 第四节 缓冲溶液 5.4.1 缓冲溶液和缓冲作用 HAc ＝ H+ + Ac－ 5.4.2 缓冲溶液的 pH HAc H+ + Ac－ 平衡浓度／mol∙dm－3 ca－x x cs+ x θ x / c = K θ a s a c c ceq(H+ )= x pH = p K θ a -lg s a c c 同理，对于弱碱及其盐组成的缓冲溶液的 pH 计算公式为： pOH = p K θ b -lg s b c c ，pH＝14－（p K θ b -lg s b c c ） 5.4.3 缓冲容量及缓冲范围 pH = p K θ a ±1 pOH = K θ b ±1 5.4.4 缓冲溶液的选择和配制 第五节 酸碱质子理论 ――板书，要求 记忆 ― ― 要求 掌 握 缓冲对的选择 ――板书 ――强调掌握