实验17 酸碱反应与缓冲溶液
17.1 实验目的
(1)进一步理解和巩固酸碱反应的有关概念和原理(如
同离子效应,盐类的水解及其影响因素).
(2)学习缓冲溶液的配制及其pH的测定,了解缓冲溶液
的缓冲性能.
(3)熟悉酸度计的使用方法.
pHS-3C型酸度计
17.2 实验原理
1. 同离子效应
强电解质在水中完全解离.弱电解质在水中部分电离.在一定温度下,弱酸,弱碱的解离平衡如下:
HA(aq)+H2O(l) == H3O+(aq)+A-(aq)
B(aq)+H2O(l) == BH+(aq)+OH-(aq)
如果在弱电解质溶液中,加入与弱电解质含有相同离子的强电解质,解离平衡向生成弱电解质的方向移动,使弱电解质的解离度下降,这种效应称为同离子效应.
2. 盐的水解
盐类的水解反应是酸碱中和反应的逆反应.水解后溶液的酸碱性决定于盐的类型.强酸弱碱盐水解后溶液呈酸性,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,随其中较强者,溶液可分别呈中性,酸性或碱性;强酸强碱盐在水中不水解,溶液呈中性.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.
3. 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:
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.
c(碱)
c(盐)
c(酸)
pH=pKa-lg
pOH=pKb-lg
c(盐)
17.3 实验步骤
1. 同离子效应
(1)用pH试纸,酚酞试剂测定和检查0.1mol·L-1 NH3·H2O的pH及其酸碱性;再加入少量NH4Ac(s),观察现象,写出反应方程式,并简要解释之.
(2)用0.1mol·L-1 HAc代替0.1 mol·L-1NH3·H2O,用甲基橙代替酚酞,重复实验(1).
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,试通过测定其pH并结合理论计算确定A,B,C,D各为何物.
(2)试验常温和加热情况下0.5 mol·L-1Fe(NO3)3的水解情况.
(3)在3mLH2O中加一滴0.1mol·L-1BiCl3溶液,观察现象.再滴加2mol·L-1HCl溶液,观察有何变化,写出离子方程式.
(4)在试管中加入2滴0.1mol·L-1 CrCl3溶液和3滴0.1mol·L-1 Na2CO3溶液,观察现象,写出反应方程式.
3.缓冲溶液
(1)按下表17.3.1中试剂用量配制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.
编号
配制缓冲溶液(用量筒量取)
pH计算值
pH测定值
1

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