实验 酸碱反应与缓冲溶液 2020无机化学实验理学院
2020 无机化学实验 理学院 实验 酸碱反应与缓冲溶液
【实验目的】 口1.掌握质子酸碱理论有关概念； 口2.理解如同离子效应，盐类的水解及其影响 因素； 口2.理解缓冲溶液的原理，学会缓冲溶液的配 制方法，了解缓冲溶液的缓冲性能； ▣3.熟悉酸度计的使用方法。 2020无机化学实验理学院
2020 无机化学实验 理学院 1. 掌握质子酸碱理论有关概念； 2. 理解如同离子效应，盐类的水解及其影响 因素； 2. 理解缓冲溶液的原理，学会缓冲溶液的配 制方法，了解缓冲溶液的缓冲性能； 3. 熟悉酸度计的使用方法。 【实验目的】
【实验原理 (1)质子酸碱理论 给出质子(H+)的物质称为酸， 接受质子（H+)的物质称为碱。 HA H+ 十 A 酸 质子 碱 酸给出1个质子后即成为对应的共轭碱，碱接受1个质子 后成为其共轭酸。酸碱反应是质子转移的反应。 2020无机化学实验理学院
2020 无机化学实验 理学院 【实验原理】 （1）质子酸碱理论 给出质子（H+）的物质称为酸， 接受质子（H+）的物质称为碱。 HA = H＋ ＋ A－ 酸 质子 碱 酸给出1个质子后即成为对应的共轭碱，碱接受1个质子 后成为其共轭酸。酸碱反应是质子转移的反应
【实验原理】 (2) 同离子效应 在一定温度下，弱酸，弱碱的解离平衡如下： HAc (ag)+H,O (1)=H3O+(aq)+Ac-(ag) NH3 (ag)+H2O(1)=NH (ag)+OH-(ag) 如果向HAc溶液中加入共轭碱Ac~溶液，必使HAc的解离平衡逆向 移动，即使HAc解离度下降，使得HAc溶液中的H浓度减小，pH值 升高。同样，若向NH水溶液中加入共轭碱NH4+溶液，必使NH3的解 离平衡逆向移动，即使NH解离度下降，使得NH3溶液中的O什浓度 减小，pH值减小。这种共轭酸碱对之间对解离反应的相互抑制作用， 称为同离子效应。 2020无机化学实验理学院
2020 无机化学实验 理学院 【实验原理】 （2）同离子效应 在一定温度下，弱酸，弱碱的解离平衡如下： HAc（aq）+H2O（l）= H3O+（aq）+ Ac−（aq） NH3（aq）+H2O（l）= NH4 +（aq）+ OH−（aq） 如果向HAc溶液中加入共轭碱Ac−溶液，必使HAc的解离平衡逆向 移动，即使HAc解离度下降，使得HAc溶液中的H+ 浓度减小，pH值 升高。同样，若向NH3水溶液中加入共轭碱NH4 + 溶液，必使NH3的解 离平衡逆向移动，即使NH3解离度下降，使得NH3溶液中的OH−浓度 减小，pH值减小。这种共轭酸碱对之间对解离反应的相互抑制作用， 称为同离子效应
【实验原理】 (3)盐类水解（盐溶液的酸碱平衡) 部分盐在水中完全解离产生的阴、阳离子，能与水发生质 子转移的反应，称为盐类的水解反应。这些离子因能与水发生 质子转移反应，称为离子酸或离子碱。 Ac+H,O=HAc+OH- Fe 3++3H,O=3H++Fe(OH)3 水解后溶液的酸碱性决定于盐的类型。强酸弱碱盐（离子酸)水解后溶 液呈酸性，其pH7; 弱酸弱碱盐强烈水解，其溶液的酸碱性取决于生成的弱酸和弱碱的相对强 弱。因水解反应是一吸热反应，因此，升高温度有利于盐类的水解。 2020无机化学实验理学院
2020 无机化学实验 理学院 【实验原理】 (3)盐类水解（盐溶液的酸碱平衡） 部分盐在水中完全解离产生的阴、阳离子，能与水发生质 子转移的反应，称为盐类的水解反应。这些离子因能与水发生 质子转移反应，称为离子酸或离子碱。 Ac － + H2O = H Ac + OH － Fe 3+ + 3H2O = 3H+ + Fe(OH)3 水解后溶液的酸碱性决定于盐的类型。强酸弱碱盐（离子酸）水解后溶 液呈酸性，其pH＜7；强碱弱酸盐（离子碱）水解后溶液呈碱性，pH＞7； 弱酸弱碱盐强烈水解，其溶液的酸碱性取决于生成的弱酸和弱碱的相对强 弱。因水解反应是一吸热反应，因此，升高温度有利于盐类的水解
【实验原理 (4)缓冲溶液 弱酸及其盐或弱碱及其盐的混合溶液，能在一定程度 上对少量外来的酸或碱起缓冲作用，即当外加少量酸或碱 或适当稀释时，溶液的pH基本上保持不变，这种溶液叫 做缓冲溶液。该溶液的pH为： pH=pKa-1g C酸 pOH=pKp-1g C C盐 C热 缓冲溶液的缓冲能力与组成缓冲溶液的弱酸（或弱碱)及其共轭碱 (或共轭酸)的浓度有关，当弱酸（或弱碱)与它的共轭碱（或共 轭酸)浓度较大时，其缓冲能力较强。此外，缓冲能力还与c酸C盐 或c碱c盐的比值有关，当比值接近1时，其缓冲能力最强。 2020无机化学实验理学院
2020 无机化学实验 理学院 【实验原理】 (4)缓冲溶液 弱酸及其盐或弱碱及其盐的混合溶液，能在一定程度 上对少量外来的酸或碱起缓冲作用，即当外加少量酸或碱 或适当稀释时，溶液的pH基本上保持不变，这种溶液叫 做缓冲溶液。该溶液的pH为： a c pH pK lg c = − 酸 盐 b c pOH pK lg c = − 碱 盐 缓冲溶液的缓冲能力与组成缓冲溶液的弱酸（或弱碱）及其共轭碱 （或共轭酸）的浓度有关，当弱酸（或弱碱）与它的共轭碱（或共 轭酸）浓度较大时，其缓冲能力较强。此外，缓冲能力还与c酸/c盐 或c碱/c盐的比值有关，当比值接近1时，其缓冲能力最强
【仪器和试剂】 1.试剂： 6moL1HCL,0.1moL1HCl,0.01 mol-L-1HCI,浓疏酸，0.1 mol-L-1HAc,0.01 mol-L-1HAc,0.1 mol-L-I NaOH,0.1 mol-L-1 NH3.H2O,0.1 mol-L-1 NH CI,0.1 mol-L-INHAc,0.1 mol-L-i NaCl,0.1molL1 NaHCO3,0.1moL1NaAc,固体NHCl,固体 NaAc,固体Fe2(SO439H2O,固体BiCl3;甲基橙指示剂，酚酞指示 剂。 2.仪器： 酸度计、试管、烧杯、电热板、磁力搅拌器等。 2020无机化学实验理学院
2020 无机化学实验 理学院 【仪器和试剂】 1．试剂： 6mol·L-1HCl, 0.1mol·L-1HCl，0.01 mol·L-1HCl，浓硫酸，0.1 mol·L-1 HAc，0.01 mol·L-1 HAc，0.1 mol·L-1 NaOH，0.1 mol·L-1 NH3 .H2O，0.1 mol·L-1 NH4Cl，0.1 mol·L-1 NH4Ac， 0.1 mol·L-1 NaCl, 0.1 mol·L-1 NaHCO3 , 0.1 mol·L-1 NaAc, 固体NH4Cl，固体 NaAc，固体Fe2 (SO4 )3 .9H2O，固体BiCl3；甲基橙指示剂，酚酞指示 剂。 2. 仪器： 酸度计、试管、烧杯、电热板、磁力搅拌器等
【实验步骤】 口1.同离子效应 (1)在试管中加入2.0mL0.1moL1的LAc溶液，加一滴甲 基橙，然后再加少量固体NaAc,观察溶液颜色变化？说 明什么？ (2)在试管中加入2.0mL0.1moL1的NH3.H20溶液，加一 滴酚酞指示剂，然后再加少量固体NH,CI,观察溶液颜 色变化？说明什么？ 2020无机化学实验理学院
2020 无机化学实验 理学院 1. 同离子效应 （1）在试管中加入2.0mL 0.1 mol·L-1的HAc溶液，加一滴甲 基橙，然后再加少量固体NaAc，观察溶液颜色变化？说 明什么？ （2）在试管中加入2.0mL 0.1 mol·L-1的NH3 .H2O溶液，加一 滴酚酞指示剂，然后再加少量固体NH4Cl，观察溶液颜 色变化？说明什么？ 【实验步骤】
【实验步骤】 ▣2.盐类的水解 (1)A、B、C、D是四种失去标签的盐溶液，只知它们是 0.1moL1的NaCl、NaAc、NH4CI、Na2CO3溶液，试用pH 试纸测定其pH并结合理论计算确定A、B、C、D各为何物。 (2)取少量固体F2(S04)39H20于试管中，用水溶解后，观 察溶液颜色，然后将其分成三份。第一份留做比较，第二份 加5滴浓硫酸，摇匀，第三份试液用小火加热，将三份溶液 进行比较，各有什么不同？并解释实验现象。 (3)在一试管中加入少量固体BCL3,用水溶解，有什么现象 ,测试溶液的pH值；往溶液中滴加6moL1的HCl,注意观 察实验现象，再加水稀释，又有何现象？怎样用平衡移动原 理解释这一系列现象？由此可知，实验室配制BCL3溶液时该 如何做？ 2020无机化学实验理学院
2020 无机化学实验 理学院 2. 盐类的水解 （1）A、B、C、D是四种失去标签的盐溶液，只知它们是 0.1mol·L-1的NaCl、NaAc、NH4Cl、Na2CO3溶液，试用pH 试纸测定其pH并结合理论计算确定A、B、C、D各为何物。 （2）取少量固体Fe2 (SO4 )3 .9H2O于试管中，用水溶解后，观 察溶液颜色，然后将其分成三份。第一份留做比较，第二份 加5滴浓硫酸，摇匀，第三份试液用小火加热，将三份溶液 进行比较，各有什么不同？并解释实验现象。 （3）在一试管中加入少量固体BiCl3，用水溶解，有什么现象 ，测试溶液的pH值；往溶液中滴加6 mol·L-1 的HCl，注意观 察实验现象，再加水稀释，又有何现象？怎样用平衡移动原 理解释这一系列现象？由此可知，实验室配制BiCl3溶液时该 如何做？ 【实验步骤】
【实验步骤】 口3.缓冲溶液 (1)按表1中试剂用量筒配制4种缓冲溶液，用酸度计分别测 定其pH,并与计算值进行比较。 (2)重新配制2号缓冲溶液100mL。于3个50mL烧杯中各加 入20mL该缓冲溶液。在第一个烧杯中加入1mL0.1moL1 HCI溶液，摇匀，用酸度计测定其pH;在第二个烧杯中加 入加入1mL0.1moL1NaOH溶液，摇匀，测定其pH;在第 三个烧杯中加入加入20mL蒸馏水，摇匀，测定其pH;得 出什么结论？ (3)欲配制100mL左右的pH=4.1的缓冲溶液，实验室现有 0.1moL1的HAc和0.1moL1的NaAc溶液，应如何配制？ 先经过计算，再按计算的量配制溶液，并用酸度计测试是 否符合要求。 2020无机化学实验理学院
2020 无机化学实验 理学院 3. 缓冲溶液 （1）按表1中试剂用量筒配制4种缓冲溶液，用酸度计分别测 定其pH，并与计算值进行比较。 （2）重新配制2号缓冲溶液100mL。于3个50 mL烧杯中各加 入 20 mL该缓冲溶液。在第一个烧杯中加入1mL0.1mol·L-1 HCl溶液，摇匀，用酸度计测定其pH；在第二个烧杯中加 入加入1mL0.1mol·L-1NaOH溶液，摇匀，测定其pH；在第 三个烧杯中加入加入20mL蒸馏水，摇匀，测定其pH； 得 出什么结论？ （3）欲配制100 mL左右的 pH=4.1的缓冲溶液，实验室现有 0.1 mol·L-1的HAc和0.1 mol·L-1的NaAc溶液，应如何配制？ 先经过计算，再按计算的量配制溶液，并用酸度计测试是 否符合要求。 【实验步骤】