《緩沖溶液的配制和性質(zhì)》

1、實(shí)驗(yàn)一緩沖溶液的配制和性質(zhì)、溶液 pH值測定【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?. 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(qiáng)化吸量管的使用方法。4. 學(xué)習(xí)使用pHS-2C型酸度計(jì)。5. 培養(yǎng)環(huán)境保護(hù)意識?！绢A(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??？緩沖溶液的緩沖能力與什么因素有關(guān)？4. 實(shí)驗(yàn)是如何設(shè)計(jì)以驗(yàn)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(jì)時有哪些注意事項(xiàng)？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(jì)？6. 本實(shí)驗(yàn)屬定量測定還是定性測定或半定量測定？【實(shí)驗(yàn)原理】

2、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(qiáng)酸或強(qiáng)堿、或適當(dāng)稀釋而保持溶液pH值基本不變的作用。本實(shí)驗(yàn)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:一 +HB? B +H3O緩沖溶液pH值的計(jì)算公式為:pH = pKalgB 一HB-pKalg共軛堿共軛酸pKalg緩沖比式中pKa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

3、公式算得的 pH值是近似的，準(zhǔn)確的計(jì)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(shí)驗(yàn)方法確定的。緩沖容量（3）是衡量緩沖能力大小的尺度。緩沖容量（3）的大小與緩沖溶液總濃度、緩沖組分的比值有關(guān)。HB X B 一B一3 = 2.303 X = 2.303 XHB + B 一1+緩沖比緩沖溶液總濃度越大則 3越大；緩沖比越趨向于1,則3越大，當(dāng)緩沖比為1時，3達(dá)極大值。 實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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V 4.24.2 6.

4、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（280320mOsmol L-1）等滲，并與人體血液 pH值357.45）一致的含有NaCI、KCl、Na2HPO4、KH2PO4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，女口用于細(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HCI調(diào)pH至7.4,補(bǔ)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：一2一+H2PO4 + H2O? H2PO4 +

5、H3OKa2由上式可知該緩沖液pH的計(jì)算公式為pH 二 pKa lg共軛堿共軛酸= pKa2 lgHPO7KH2PO4該公式計(jì)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?！緝x器與試劑】儀器：吸量管（5mLX5, 10mLK 5）,比色管（20mLX 4），量筒（10mL），燒杯（50mLX 6），試 管（10mLX 6, 20mLK 6），滴管，玻棒，洗瓶，pHS-2C型酸度計(jì)等試劑：1.0mol L-1 HAc， 0.1mol l/HAc， 1.0mol L-1 NaAc， 0.10mol L-1 NaAc，1 1 1 10.15mol L- KH2PO4 ，0.10mol

6、L- W2HPO4 ， 0.15mol L- NaCl ， 0.15mol L- KCl ，1 1 11.0mol L- NaOH，1.0mol L- HCl，0.15mol L- HCl，蒸餾水，甲基紅指示劑，廣泛pH試紙，自帶試樣兩份【實(shí)驗(yàn)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

7、NaOH溶液，再測pH值。記錄實(shí)驗(yàn)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）及緩沖比韶的關(guān)系取6支試管，按表2-3-4分別加入下列溶液，測 pH值。然后，在14號試管中各加2滴1 11mol L- HCl溶液或2滴1mol L- NaOH，再測pH值。56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(shí)驗(yàn)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(jì)分別測定它 們的pH值，比較一

8、下所測的pH數(shù)值是否與你預(yù)想的一致?！緮?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一 1濃度/mol L用量/mL總體積/mL甲HAc1.06.0012.00NaAc1.06.00乙HAc0.104.008.00NaAc0.104.00丙HAc0.100.303.00NaAc0.102.70KH 2 PO40.150.20細(xì)胞培養(yǎng)用Na2HPO40.101.7017.70PBSNaCl0.1515.50KCI0.150.30表2-3-3緩沖溶液的抗酸、抗堿、抗稀釋作用實(shí)驗(yàn)編號1234567緩沖溶液（甲）/mL2.02.0/2.0H2O /mL/2.02.0/5.0

9、NaCl /mL/2.02.0/PH(1)-11.0mol L HCl / 滴2/2/2/1.0mol L-1 NaOH /滴/2/2/2/PH(2)I " pH I結(jié)論：表2-3-4 緩沖容量3與緩沖比（丄B 1 ）及緩沖溶液總濃度（c）間的關(guān)系HB實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目3與c關(guān)系3與韶關(guān)系實(shí)驗(yàn)編號123456緩沖溶液（甲）/mL2.0/2.0/緩沖溶液（乙）/mL/2.0/2.02.0/緩沖溶液（丙）/mL/2.0PH(1)甲基紅指示劑/滴/22溶液顏色/1.0mol L -1HCl / 滴22/1.0mol L-1 NaOH / 滴/22至溶液至溶液剛好變成黃色剛好變成黃色PH(2)I &q

10、uot; pH I結(jié)論：表2-3-5 PBS溶液及自帶試樣溶液 pH值的測定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目PBS溶液自帶試樣1自帶試樣2pH試紙 pHS-2CI " pH I結(jié)論：備注：本實(shí)驗(yàn)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1pH不等于7.4，可直接用0.15mol L HCl調(diào)節(jié)至7.4?！緦?shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)數(shù)

11、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1molL-1HCI溶液或1mol L-1NaOH溶液或蒸餾水，再測pH值。記錄實(shí)驗(yàn)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(jì)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?！緮?shù)據(jù)記錄與結(jié)果分析】

12、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123-11.0mol L NaAc /ml1.01.0-11.0mol L HAc /ml1.0-10.1mol L NaAc/ml-10.1mol L HAc/ml-10.15mol L NaCl/mlpH(1)-11.0mol L HCl / 滴221.0mol L-1 NaOH / 滴2456789101.01.01.01.01.01.01.02222222pH(2)I" pH I =I pH(2) - pH(1) IH2O(ml) pH(3)I " pH I =I pH(3) - pH(2)

13、 I5.05.05.05.05.05.05.05.05.05.0結(jié)論：表2-3-7緩沖溶液的配制及性質(zhì)編號12345678-11.0mol L NaAc /ml1.01.01.0-11.0mol L HAc /ml-10.1mol L NaAc /ml1.01.01.01.01.01.01.00.2-10.1mol L HAc /ml1.01.01.01.01.8緩沖溶液總濃度緩沖比pH值甲基紅/滴22-11.0mol L HCl / 滴22至溶液至溶液1.0mol L-1 NaOH / 滴22剛好變-4-H剛好變成黃色成黃色滴滴H2O (ml)5.05.0pH值I " pH I結(jié)論

14、: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/mLpH值（試紙）pH值（儀器）0.15 mol L-1KH 2PO40.2010.10 mol L- W2HPO41.70117.700.15 mol L- NaCl15.5010.15 mol L- KCl0.30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(jì)測定溶液的pH值的準(zhǔn)確度如何？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(shí)驗(yàn)是如何設(shè)計(jì)以驗(yàn)證這

15、些性質(zhì)的？6. 本實(shí)驗(yàn)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 , , HCI和NH 3 出0, KH 3PO4和NaOH，能夠進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn) 嗎？你將怎樣進(jìn)行 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)？0.004molL-1KMn0 4溶液標(biāo)定(MnO 4- +5C2O42-+8H Mn 2+10CO 2+4H 2O )準(zhǔn)確稱量0.1300-0.1400g 25mL滴定管消耗滴定液一級標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì) Na2C2O4 ( 5/2*20mL*0.004molL -1*100mL容量瓶 /20mL待測液 *MNa2C2。；配成100.00mLNa2C2O4標(biāo)準(zhǔn)溶液準(zhǔn)確移取20.00mL,Na2C2O4標(biāo)準(zhǔn)溶液2

16、50mL錐形瓶加入 3.0 mokL"1H2SO4溶液 5mLI從滴定管加入10mL待標(biāo)定KMnO 4溶液選 h2so4I稀H2SO4不具氧化還原性 介質(zhì)稀HNO3具氧化性丨稀HCl具還原性>1mol'L H2C2O4度 i <0.5m叫 KMnO 4* MnO2 或 K2MnO4CO2+H2O（通過預(yù)反應(yīng)獲取催化劑Mn 2+,提高反應(yīng)速率）/反應(yīng)極慢,加熱提高反應(yīng)速率，避免高溫分解產(chǎn)生副反應(yīng)>90口低溫加熱KMnO 4廣02 + K2MnO 4W2C2O4 >90° .82 + H2OJ錐形瓶內(nèi)溶液 紅色褪去（獲取催化劑Mn2+）過量KMn

17、04作指示劑（KMnO 4自身紫紅色）從滴定管繼續(xù)滴入待標(biāo)定KMnO 4溶液粉紅色溶液維系30s不變色為終點(diǎn)（KMnO 4溶液與空氣中還原性物質(zhì)作用顏色褪去） 計(jì)算出準(zhǔn)確KMnO 4溶液濃度（標(biāo)準(zhǔn)溶液）!測定市售雙氧水中 H2O2含量（2MnO4-+5H2O2+6H+ 2Mn2+8H2O+5O2）準(zhǔn)確移取20.00mL市售雙氧水配制的待測H2O2溶液加入 3.0mL3 molL-1H2SO4 溶液從滴定管滴入標(biāo)準(zhǔn)KMnO 4溶液（此步不能加熱，加熱H2O2分解）粉紅色溶液維系30s不變色為終點(diǎn)（KMnO 4溶液與空氣中還原性物質(zhì)作用顏色褪去）計(jì)算出準(zhǔn)確H2O2溶液濃度實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)三儀器的認(rèn)領(lǐng)、洗滌及干燥溶液的配制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(diǎn)及不同點(diǎn)?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(xiàng)是什么？答提示：考慮氣相、液