缓冲溶液的配制及pH值测定实验

溶液pH值的测定，在自然科学各个领域中都有广泛的应用，在医药领域中有着非常重要的意义。例如合成或分析反应条件的控制，注射液或其他药剂的配制等，经常需要准确测定pH值。所以溶液pH值的测定是仪器分析中普及程度非常高的一种方法。

1. 基本概念　

在一定程度上能抵抗外加少量酸、碱或稀释，而保持溶液pH值基本不变的作用称为缓冲作用。具有缓冲作用的溶液称为缓冲溶液。

2. 缓冲溶液组成及计算公式　缓冲溶液一般是由共轭酸碱对组成的，例如弱酸和弱酸盐，或弱碱和弱碱盐。如果缓冲溶液由弱酸和弱酸盐 (例如HAc-NaAc)组成

3. 缓冲溶液性质　

a.抗酸/碱,抗稀释作用 因为缓冲溶液中具有抗酸成分和抗碱成分，所以加入少量强酸或强碱，其pH值基本上是不变的。稀释缓冲溶液时，酸和碱的浓度比值不改变，适当稀释不影响其pH值。

b.缓冲容量缓冲容量是衡量缓冲溶液缓冲能力大小的尺度。缓冲容量的大小与缓冲组分浓度和缓冲组分的比值有关。缓冲组分浓度越大，缓冲容量越大；缓冲组分比值为1时，缓冲容量最大。

HAc NaAc NaH2PO4 Na2HPO4 NH3·H2O NH4Cl HCl NaOH 酸性标准缓冲溶液 pH=9.18标准缓冲溶液 甲基红溶液 广泛pH试纸 精密pH试纸
酸度计 试管 量筒 吸量管 吸水纸

1. 缓冲溶液的配制与pH值的测定　

通过计算配制三种不同pH值的缓冲溶液，然后用精密pH试纸和pH计分别测定它们的pH值, pH计的使用要严格按照仪器说明书操作,事先要用适当的pH标准物质校准。测量完毕后，将测定结果进行比较，看理论计算值与两种测定方法实验值是否相符(溶液留作后面实验用)。

2. 缓冲溶液的性质　

（1） 取3支试管，依次加入蒸馏水，pH=4的HCl溶液，pH =10的NaOH溶液各3mL，用pH试纸测其pH值，然后向各管加入5滴0.1 mol／L HCl，再测其pH值。用相同的方法，试验5滴0.1 mol／L NaOH对上述三种溶液pH值的影响。将结果记录在表2中。

（2） 取3支试管，依次加入自己配制的pH=4.0、pH=7.0、pH=10.0的缓冲溶液各3mL。然后向各管加入5滴0.1 mol／L HCl，用精密pH试纸测其pH值。用相同的方法，试验5滴0.1 mol/L NaOH对上述三种缓冲溶液pH值的影响。将结果记录在表2中。

（3） 取5支试管，依次分别加入pH=4的HCl溶液，pH=10的NaOH溶液及pH=4.0缓冲溶液、pH=7.0缓冲溶液、pH=10.0的缓冲溶液各1 ml，用精密pH试纸测定各管中溶液的pH值。然后向各管中加入10 ml水，混匀后再用精密pH试纸测其pH值，考查稀释上述五种溶液pH值的影响。将实验结果记录于表2,通过以上实验结果，说明缓冲溶液的什么性质。

3. 缓冲溶液的缓冲容量　

（1） 缓冲容量与缓冲组分浓度的关系 : 取两支大试管，在一试管中加入0.1 mol／L HAc和0.1 mol／L NaAc各3ml，另一试管中加入1 mol／L HAc和1 mol／L NaAc各3ml，混匀后用精密pH试纸测定两试管内溶液的pH值(是否相同)？在两试管中分别滴入2滴甲基红指示剂，溶液呈何色？(甲基红在pH<4.2时呈红色，pH>6.3时呈黄色)。然后在两试管中分别逐滴加入1 mol／L NaOH溶液(每加入1滴NaOH均需摇匀)，直至溶液的颜色变成黄色。记录各试管所滴入NaOH的滴数，说明哪一试管中缓冲溶液的缓冲容量大。

（2） 缓冲容量与缓冲组分比值的关系: 取两支大试管，用吸量管在一试管中加入NaH2PO4和Na2HPO4各10 ml，另一试管中加入2ml 0.1 mol／L NaH2PO4和18ml 0.1 mol／L Na2HPO4，混匀后用精密pH试纸分别测量两试管中溶液的pH值。然后在每试管中各加入1.8mlmol／L NaOH，混匀后再用精密pH试纸分别测量两试管中溶液的pH值。