第五章 酸碱解离平衡第一节 活度和活度因子第二节 酸碱理论第三节 水的解离平衡和水溶 液的 第四节 弱酸弱碱的解离平衡 第五节 酸碱溶液 离子浓 度的计算 第六节 缓冲溶液 pHH3O+OH-、第一节 活度和活度因子一、强电解质和弱电解质 二、Debye-Hckel 离子相互作用理论 三、活度和活度因子 四、离子强度 一、强电解质和弱电解质 电解质是指在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物电解质溶解于溶剂中形成的溶液称为电解质溶液根据电解质在水溶液中的解离情况，可以将电解质分为强电解质和弱电解质两类强电解质在溶液中完全解离；弱电解质在水溶液中只能部分解离成离子电解质的解离程度可以用解离度来表示：强电解质与弱电解质并没有严格的界限，对于0.1 molL-1电解质溶液，常把解离度大于30的称为强电解质；解离度在 530 之间的称为中强电解质；解离度小于5的称为弱电解质B,0B,eqB,0B,0B,eqB,0100%100%NNaNccc二、Debye-Hckel 离子相互作用理论 却表现出不完全解离的现象Debye 和Hckel认为：强电解质在水溶液中是完全解离的，溶液中阴、阳离子浓度较大，离子之间的静电作用比较强。
在任何一个阳离子附近，出现阴离子的机会总比出现阳离子的机会多；在任何一个阴离子周围，出现阳离子的机会也要比出现阴离子的机会多这样，溶液中某一阳离子（称为中心离子）强电解质在水溶液中完全解离，而在实验中 的周围，总是有较多的阴离子包围着，而且越靠近中心离子，负电荷的密度就越大，越远离中心离子，负电荷的密度就越小可以认为在阳离子周围存在一球形对称且带负电荷的离子云，称为离子氛；同样，在阴离子的周围也有带正电荷的球形离子氛存在由于离子氛的存在，强电解质溶液中离子的行为不同于自由离子，其热运动受到限制在电场作用下，阴、阳离子分别向正极、负极移动，而阴、阳离子的“离子氛”却要向相反电极移动，导致阴、阳离子移动的速率减慢，相当于阴、阳离子数目减少，使实验测得的溶液的导电能力比理论值要低，解离度也相应地降低三、活度和活度因子 在强电解质溶液中，由于阴、阳离子之间相互吸引、相互牵制作用，使它们在溶液中不能发挥应有的作用，因此离子起作用的有效浓度总是小于真实浓度电解质溶液中离子起作用的有效相对浓度称为活度：在稀溶液中，溶质B的活度因子也常定义为：BaBB(/)bbdef,BcaBB(/)yccdef 溶液的浓度越低，单位体积内的离子数目就越少，离子间的牵制作用就越弱，离子的活度因子趋近于，活度与相对浓度相等。
为了简便，在稀溶液中常用 代替 B/ccBa四、离子强度 离子强度定义为：对于 的电解质溶液，一般可采用如下经验公式计算活度因子：例题10.1mol Lc2BBB12Iz c2BB lg0.50(0.30)1 IyzII 2BBB12Iz bdef在稀溶液中，上式常改写为：例5-1 考虑离子强度的影响，计算 0.010 molkg-1NaCl 溶液的冰点降低解：0.010 molkg-1 NaCl 溶液的离子强度为：Na+和 Cl-的活度因子为：2+21(Na)(Na)(Cl)(Cl)2Izbzb2121110.010mol kg(1)0.010mol kg 2 10.010 mol kg+lg(Na)lg(Cl)20.0100.50 1(0.300.010)10.0100.045 考虑离子强度的影响，0.010 molkg-1 NaCl溶 液的冰点降低为：实验测得0.010 molkg-1 NaCl 溶液的冰点降低 为 0.034 K，考虑离子强度后，计算值与实验值非 常接近Na)(Cl)0.90+ff(Na)(Na)(Cl)(Cl)Tkbb111.86K kg mol0.90(0.010 0.010)mol kg0.033K第二节 酸碱理论一、酸碱电离理论二、酸碱质子理论 三、酸碱电子理论 一、酸碱电离理论 酸碱电离理论认为：凡在水溶液中电离出的阳离子全部是H+的化合物是酸；电离出的阴离子全是OH-的化合物是碱。
酸碱反应的实质就是H+与OH-作用生成H2O酸碱电离理论的优点是能简便地说明酸碱在水溶液中的反应但由于该理论把酸碱仅限于水溶液中，无法说明非水溶剂中的酸碱性另外，电离理论把碱限制为氢氧化物，也无法解释氨水呈碱性这一事实二、酸碱质子理论 酸碱质子理论认为：凡能给出质子的物质都是 酸，凡能接受质子的物质都是碱，酸是质子的给予 体，碱是质子的接受体1）酸失去质子后即成为其共轭碱，碱得到质 子后即成为其共轭酸2）酸和碱可以是中性分子，也可以是阳离子 或阴离子3）有些物质既可以作为酸给出质子，又可以 作为碱接受质子，这些物质称为两性物质4）在质子理论中没有盐的概念5）实际上，在溶液中共轭酸碱对之间并不存 在上述简单平衡酸 碱H 酸碱反应是较强的酸与较强的碱作用，生成较弱的碱和较弱的酸的过程：较强酸+较强碱=较弱碱+较弱酸 酸碱质子理论扩大了酸和碱的范围，解决了非水溶液和气体间的酸碱反应但是酸碱质子理论把酸碱只限于质子的给予或接受，不能解释没有质子传递的酸碱反应1212ABBA+H 酸碱反应的实质是两对共轭酸碱对之间的质子传递：三、酸碱电子理论 酸碱电子理论认为：凡是能接受电子对的物质就是酸；凡是能给出电子对的物质就是碱。
酸碱反应的实质是碱提供电子对，与酸形成配位键而生成酸碱配合物：酸+碱 酸碱配合物 酸碱电子理论是目前应用最为广泛的酸碱理论但酸碱电子理论对酸碱认识过于笼统，因而不易掌握酸碱的特征，也使不同类型反应之间的界限基本消除，最大的缺点是不易确定酸碱的相对强度第三节 水的解离平衡和水溶液的 一、水的解离平衡 二、水溶液的pHpH一、水的解离平衡 发生在同种溶剂分子之间的质子传递反应称为质子自递反应水的质子自递反应，也称水的解离反应，可表示为：在一定温度下，水的解离反应达到平衡时：水的解离反应是吸热反应，温度升高，随 之增大223H OH O H OOH+eq3eqw(H O)(OH)ccKccw K不同温度下水的离子积常数 T/K T/K 151515141.1 102.9 106.8 101.0 10141413132.9 105.5 103.8 105.5 10 当温度在室温附近变化时，变化不大，一般可认为 w Kw Kw K14w1.0 10K273283293298313323363373二、水溶液的 对于 H3O+浓度较低的溶液，常用 pH 来表示溶液的酸碱性pH 的定义为：与 pH 相对应的还有 pOH 和 pKw，它们的定义分别为：pHdefeq3(H O)lgccpOHeq(OH)lgccdefwwplgKKdefpH pH，pOH 和 pKw 之间的关系为：pH pOHpKw pH 和 pOH 都可以表示溶液的酸碱性，但习惯上采用 pH。
pH=pOH=7，溶液呈中性；pHpOH，pHpOH，pH 7，溶液呈碱性H3O+浓度与 pH 之间有如下关系：pHeq3(H O)10cc第四节 弱酸、弱碱的解离平衡 一、一元弱酸、弱碱的解离平衡 二、多元酸、碱的解离平衡 三、共轭酸碱 Ka 与 Kb 的关系 一、一元弱酸、弱碱的解离平衡 在一元弱酸 HA 溶液中，存在 HA 和 H2O 之间的质子转移反应：达到平衡时：一元弱酸的标准解离常数越大，它的酸性 就越强23HA+H OA+H Oeqeq3aeq(A)/(H O)/(HA)(HA)/ccccKcc 在一元弱碱A溶液中，存在A和H2O之间的质子转移反应：达到平衡时：一元弱碱的标准解离常数越大，它的碱性就越强2A+H OHA+OHeqeqeq(HA)/(OH)/(A)(A)/ccccKccb二、多元酸、碱的解离平衡 多元酸在水溶液中的解离是分步进行的，如 H3PO4 的解离是分成三步进行的第一步解离：+342243H PO+H OH PO+H O+eq24eq3134eq34(H PO)/(H O)/(H PO)(H PO)/accccKcc 第二步解离：2+24243H PO+H OHPO+H O2+eq4eq3a234eq24(HPO)/(H O)/(H PO)(H PO)/ccccKcc 第三步解离：溶液中的H3O+离子主要来自H3PO4的第一步解离。
多元酸的相对强弱就取决于 的相对大小，越大，多元酸的酸性就越强23+4243HPO+H OPO+H O3+eq4eq3a3342eq4(PO)/(H O)/(H PO)(HPO)/ccccKcc 多元碱在水溶液中的质子转移反应也是分步进行的，如 的质子转移反应是分成两步进行的23COa1Ka1K 第一步解离：2323CO+H OHCO+OHb1eq3eq232eq3(HCO)/(OH)/(CO)(CO)/ccccKccb2eq23eq23eq3(H CO)/(OH)/(CO)(HCO)/ccccKcc3223HCO+H OH CO+OH第二步解离：由于 ，因此溶液中的OH-主要来自 的第一步反应多元碱的相对强弱就取决于 的相对大小，越大，多元碱的碱性就越强b1b22233(CO)(CO)KKb1K23COb1K三、共轭酸碱 与 的关系 共轭酸碱 HA-A-在水溶液中存在如下质子转移反应：+23HA+H OA+H O2A+H OHA+OHaKbK达到平衡时，存在下列定量关系：eqeq3aeq(A)/(H O)/(HA)(HA)/ccccKcc 以上两式相乘得：例题eqeqbeq(HA)/(OH)/(A)(A)/ccccKccabw(HA)(A)KKK例5-2 已知 时，HAc 的 为 1.810-5，计算 Ac-的 。
25 Cwba14105(Ac)(HAc)1.0 105.6 101.8 10KKKaKbKbK解：Ac-是 HAc 的共轭碱，Ac-的 为：第五节 酸碱溶液的 pH 的计算 一、一元弱酸溶液 H3O+浓度的计算 二、一元弱碱溶液 OH-浓度的计算 三、多元酸溶液 H3O+浓度的计算 四、多元弱碱溶液 OH-浓度的计算 五、两性物质溶液 H3O+浓度的计算 六、同离子效应和盐效应 基础化学中计算H3O+浓度或 浓度时通常允许有不超过5%的相对误差当两个数相加减时，若其中的较大数大于较小数的20 倍时，可以OH将较小数忽略不计一、一元弱酸溶液 H3O+浓度的计算 在一元弱酸 HA 溶液中，存在下列质子转移平衡：由H2O 解离产生的 H3O+浓度等于OH-浓度；由HA 解离产生的 H3O+浓度等于 A-浓度23HA+H OA+H O+223H O+H OOH+H O+eq3eqeq(H O)(A)(OH)ccc当 ，即 时，可以忽略不计上式简化为：由一元弱酸HA的解离平衡表达式得：由上式可得：eqeq(A)20(OH)ccaw(HA)(HA)/20KccK+eq3eq(H O)(A)cc+eq3eqaeq3a+eqeq3(HO)(HA)(HA)(HA)(HO)(HA)(A)(HO)ccKccKccc+2eq3aaa(HO)(HA)(HA)4(HA)(HA)/2cKKcKcceq(OH)c 当 ，且 ，即 时，。
所以:例题aw(HA)(HA)/20KccKeq(HA)ca(HA)/(HA)400cc K+eq3(HA)(H O)(HA)ccc+eq3a(H O)/(HA)(HA)/cccKc+eq320(H O)c例5-3 计算 0.10 molL-1 HAc 溶液的 pH，已知Ka (HAc)1.810-556aw(HAc)(HAc)/0.10 1.8 101.8 1020,cKcK解：且 可以用最简溶液的 pH 为：35a(HAc)/0.105.6 10400,(HAc)1.8 10ccK+eq3a53(H O)/(HAc)(HAc)/0.10 1.8 101.3 10cccKceq33(H O)pHlglg1.3 102.89cc 公式进行计算二、一元弱碱溶液 OH-浓度的计算 在一元弱碱 A 的水溶液中，存在下述质子转+2A+H OHA+OH+223H O+H OH O+OH+eqeq3eq(OH)(H O)(HA)ccc移平衡：溶液中存在下列关系：当 时：当 ,且 时：例题bw(A)(A)/20cKcK2eqbbb(OH)(A)(A)4(A)(A)/2cKKcKccbw(A)(A)/20cKcKb(A)/(A)cc Keqb(OH)/(A)(A)/cccKc400例5-4 计算 0.010 molL-1 NH3 溶液的 pH，已知 时Kb(NH3)=1.810-5。
25 C73b3w(NH)(NH)/1.81020,cKcK23b3(NH)/(NH)5.610400,cKceq3b3(OH)/(NH)(NH)/cccKc540.010 1.8 104.2 104wpHppOH14.00lg4.2 1010.62K解：且 可利用最简公式计算溶液的 pH 为：三、多元酸溶液 H3O+浓度的计算 二元弱酸 H2A 在水溶液中存在下列质子转移平衡：根据得失质子相等的原则：2+23HA+H OA+H O+223H O+H OOH+H O+223H A+H OHA+H O+2eq3eqeqeq(H O)(HA)2(A)(OH)cccc水的解离：如果又能同时满足 2a12w(H A)(H A)/20cKcK+2eq3eqeq(H O)(HA)2(A)ccc+eqeq32eqa22(HA)(H O)/2(A)2(H A)ccccKa122a22(H A)(H A)/20,2(H A)KccKa2240(H A)K+eq3eq(H O)(HA)cc即a122(H A)(H A)/Kcc当 时，可以忽略，上式可以进一步简化为：此时二元弱酸可按一元弱酸处理H3O+相对浓度计算公式为：除了满足上述两个条件外，若还能满足 时，可进一步简化为：例题+2eq3a12a122a12(H O)(H A)(H A)4(H A)(H A)/2cKKcKcc2a12(H A)/(H A)400cc K+eq32a12(H O)/(H A)(H A)/cccKc例5-5 计算0.10 molL-1 H3PO4溶液的pH。
已知时 Ka1(H3PO4)=6.710-3,Ka2(H3PO4)=6.210-8,Ka3(H3PO4)=4.510-13解：由于：可以忽略H2O的解离和H3PO4的第二级解离和第三级解离但 可利用近似公式计算25 Ca13434w(H PO)(H PO)/20;KccKa13434a234(H PO)(H PO)/40(H PO);KccKa234a334(H PO)(H PO)KK34a134(H PO)/(H PO)13400,cc K溶液的 pH 为：+33 23eq32(H O)6.7 10(6.7 10)4 0.10 6.7 1022.3 10cc+2eq3pHlg(H O)/lg2.3 101.64cc 四、多元弱碱溶液 浓度的计算 当 时，可以忽略水的解离；当 时，可以忽略多元弱碱的第二级解离相对浓度的近似计算公式为：b1bw/20K ccKb1bb2/40K ccK2eqb1b1bb1(OH)()4/2cKKc Kccbb1b/400cK c eqbb1(OH)/ccc KcOHOH 在满足上述两个条件的情况下，若又能满足 例题，上式可进一步简化为：例5-6 计算 0.10 molL-1 Na2C2O4 溶液的 pH。
已知 时 25 C25a1224a2224(H C O)5.4 10,(H C O)5.4 10KK14210wb1245a22241.0 10(C O)1.9 10(H C O)5.4 10KKK14213wb2242a12241.0 10(C O)1.9 10(H C O)5.4 10KKK224C O解：的第一级标准解离常数和第二级标准解离常数分别为：由于:可以用最简公式进行计算OH-的相对浓度为：溶液的 pH 为：2224b124w(C O)(C O)/20cKcK；22224b124b224(C O)(C O)/40(C O)cKcK；2224b124(C O)/(C O)400cc K106eq(OH)/0.10 1.9 104.4 10cc6wpHppOH14.00lg4.4 108.64K五、两性物质溶液 H3O+浓度的计算 两性物质 NaHA 在溶液中完全解离：溶液中存在下列质子转移平衡：根据得失质子相等的原则，得到：+NaHANa+HA+2eq3eq2eqeq(H O)(H A)(A)(OH)cccc2+23HA+H OA+H O22HA+H OOH+H A+223H O+H OOH+H O将平衡关系代入上式得：整理后，得：给出质子或得到质子得能力都很小，故 。
eq3+eq3a12eqa22w+eq3eq3(H O)(HA)(H O)(H A)(HA)(H A)(H O)(H O)/cccKccKcK cccc+eq3a12weqa22a12eq(H O)(H A)(HA)(H A)/(H A)(HA)/cKKcKccKcceq(HA)(HA)ccHA上式可改写为：例题+eq3a12wa22a12(H O)(H A)(HA)(H A)/(H A)(HA)/cKKcKccKcca1220(H A)Ka22w(HA)(H A)/20,cKcK+eq3a12a22(H O)/(H A)(H A)ccKK如果则上式可以简化为：(HA)/cc例5-7 计算 0.10 molL-1 Na2HPO4 溶液的 pH已知 时,解：由于 因此：溶液中 H3O+相对浓度为：溶液的 pH 为：25 C24a234(HPO)/(H PO),ccK224a2344(HPO)/(H PO)(HPO)/ccKcc+81314eq310(H O)6.2 10(0.10 4.5 101.0 10)0.101.8 10cc+10eq3pHlg(H O)/lg1.8 109.74cc 813a234a334(H PO)=6.2 10,(H PO)=4.5 10KK。
例5-8 计算0.010 molL-1 NH4Ac溶液的pH，时，解：因为 且 可利用最简公式计算溶液的 H3O+相对浓度为：25 C5+10aa4(HAc)1.8 10,(NH)5.6 10KK4a4w(NH)(NH)/20,cKcKa(Ac)/20(HAc),ccK+eq3aa45107(H O)/(HAc)(NH)1.8 105.6 101.0 10ccKK7pHlg1.0 107.00 溶液的 pH 为：六、同离子效应和盐效应 HAc是一种弱电解质，在溶液中存在下述解离平衡：若在 HAc 溶液中加入 NaAc 晶体，Ac-与 H3O+结合，生成HAc 和H2O，使HAc 的解离平衡逆向移动，HAc 的解离度降低这种在弱电解质溶液中加入与弱电解质具有相同离子的强电解质，使弱电解质的解离度降低的现象成为同离子效应例题+23HAc+H OAc+H O（一）同离子效应例5-9 在0.10molL-1HAc溶液中，加入NaAc晶体，使 NaAc 的浓度为0.10 molL-1计算溶液中的H3O+浓度和 HAc 的解离度并与 0.10 molL-1 HAc 溶液的 H3O+浓度和 HAc 的解离度进行比较。
aw(HAc)(HAc)/20,cKcK+23HAc+H OAc+H O溶液的 H3O 相对浓度为：+eq3eqaeq(H O)(HAc)(HAc)(Ac)ccKcc1+eq351+eq30.10mol L(H O)1.8 100.10mol L(H O)cc解：可以不考虑水的解离由于 Ka(HAc)很小，解离反应进行趋势不大，0.10molL-1ceq(H3O)0.10molL-1由上式得：+1eq3551(H O)0.10mol L1.8 101.8 100.10mol Lcc HAc 的解离度为：eq511(HAc)(HAc)100%(HAc)1.8 10 mol L100%0.018%0.10mol Lcc 已知没有同离子效应时，0.10 molL-1 HAc溶液中ceq(H3O)1.310-3 molL-1HAc的解离度为：计算结果表明:在 0.10 molL-1 HAc 溶液中加入NaAc 晶体，当NaAc浓度为0.10 molL-1时，HAc 的解离度由 1.3 降为 0.018，仅为原来的 1/723111.3 10 mol L(HAc)100%1.3%0.10mol L 若在 HAc 溶液中加入 NaCl 晶体，溶液的离子强度增大，使 Ac-与 H3O+结合为 HAc的速率减慢，HAc 的解离度略有增大。
这种在弱电解质溶液中加入不具有相同离子的强电解质，使弱电解质的解离度增大的现象称为盐效应由于盐效应对弱电解质的解离度影响较小，不显著，因此在计算中可以忽略盐效应例题 （二）盐效应例5-10 在 1 L 0.10 molL-1 HAc 溶液中加入NaCl晶体(不考虑体积的变化）计算溶液中 H3O+浓度和 HAc 的解离度解：可忽略水的解离由于溶液中离子浓度较大，需要用活度进行计算溶液的离子强度为：H3O+和 Ac-的活度因子为：aw(HAc)(HAc)/20,cKcK1212110.10mol L10.10mol L(1)0.10mol L2I+3lg(H O)lg(Ac)0.100.50(0.300.10)0.10710.10yy ，当 HAc 的解离达平衡时：溶液中 H3O+相对浓度为：+,eq,eq3a,eq(Ac)(H O)(HAc)(HAc)cccaaKa+eq3eq3eq+2+23eq3(Ac)(Ac)/(H O)(H O)/(HAc)(HAc)/(H O)(H O)/(HAc)/yccyccyccycccc+5eq3a3+33(H O)(HAc)(H O)/1.8 100.10(H O)0.781.7 10cKcccy+3(H O)(Ac)0.78yy HAc 的解离度为：计算结果表明：在 0.10 molL-1 HAc溶液中加入NaCl 晶体，当 NaCl 浓度为 0.10 molL-1 时，HAc的解离度由 1.3 增大到 1.7，约为原来的 1.3 倍。
eq311(HAc)(HAc)100%(HAc)1.7 10 mol L100%1.7%0.10mol Lcc第六节 缓冲溶液一、缓冲溶液的组成及作用机理 二、缓冲溶液 的计算 三、缓冲容量和缓冲范围 四、缓冲溶液的选择与配制 五、标准缓冲溶液 六、缓冲溶液在医学上的意义 pH一、缓冲溶液的组成及作用机理 能抵抗外加少量强酸或强碱，而维持pH基本不发生变化的溶液称为缓冲溶液缓冲溶液所具有的抵抗外加少量强酸或强碱的作用称为缓冲作用缓冲溶液是由弱酸和它的共轭碱所组成，而且它们的浓度都比较大习惯上把组成缓冲溶液的共轭酸碱对称为缓冲对，缓冲溶液是由足够浓度的缓冲对组成的混合溶液一）缓冲溶液的组成（二）缓冲作用机理 在 HA-NaA 混合溶液中，HA 和 A-的浓度都较大，而 H3O+浓度却很小溶液中存在下述解离平衡：向此缓冲溶液中加入少量强酸时，强酸解离出的 H3O+与 A-结合生成HA和H2O，使解离平衡逆向移动，H3O+浓度不会显著增大，溶液的 pH 基本不变共轭碱A-起到抵抗少量强酸的作用，称为缓冲溶液的抗酸成分23HA+H OH O+A 向此缓冲溶液中加少量强碱时，强碱解离产生的OH-与溶液中的 H3O+结合生成H2O，HA 的解离平衡正向移动，H3O+浓度也不会显著减小，pH 也基本不变。
共轭酸HA 起到抵抗少量强碱的作用，称为缓冲溶液的抗碱成分缓冲溶液之所以具有缓冲作用，是因为溶液中同时存在足量的共轭酸碱对，它们能够抵抗外加的少量强酸或强碱，从而保持溶液的pH基本不变如果加入大量的强酸或强碱，缓冲溶液中的抗酸成分或抗碱成分将耗尽，缓冲溶液就丧失了缓冲能力二、缓冲溶液 pH 的计算 在 缓冲溶液中，存在下列质子转移平衡：缓冲溶液中存在下述关系：HA-Aeqeq+eq3eqeq(HA)+(A)=(HA)+(A)(A)=(Na)(H O)+(Na)=(A)+(OH)cccccccccc+23HA+H OH O+A+223H O+H OOH+H O整理得：+eq3eqaeq(H O)/(A)/(HA)(HA)/ccccKcc+eq3eq3eqa+eq3eq(H O)(HA)(H O)(OH)(HA)(A)(H O)(OH)ccccKcccc+eqeq3eq+eqeq3eq(A)=(A)+(H O)(OH)(HA)=(HA)(H O)+(OH)cccccccc 在 缓冲溶液中：HA-A由上式得：缓冲溶液中 较大：上式简化为：取负常用对数：常改写成如下通式：例题+eq3a(H O)(HA)(HA)(A)ccKcca(A)pHp(HA)lg(HA)cKcaapH=plgpH=plgcnKKcn共轭碱共轭碱弱酸弱酸或(HA),(A)cceq3eq(HA)20(H O)(OH)ccc+eq3eq(A)20(H O)(OH)ccc例5-11 时，1.0 L HAc-NaAc 缓冲溶液中含有0.10 mol HAc 和 0.20 mol NaAc。
1）计算此缓冲溶液的 pH；（2）向100mL该缓冲溶液中加入10mL0.10molL-1HCl 溶液后，计算缓冲溶液的 pH；（3）向100mL该缓冲溶液中加入10mL0.10molL-1NaOH 溶液后，计算缓冲溶液的 pH；（4）向100mL该缓冲溶液中加入 1L水稀释后，计算缓冲溶液的 pH25 C解：时，Ka(HAc)1.810-51）HAc 和 Ac-的浓度都较大，缓冲溶液的 pH为：（2）加入 10 mL 0.10 molL-1 HCl 溶液后，HAc和 Ac-的浓度分别为：25 Ca(Ac)pHp(HAc)lg(HAc)cKc1510.20mol Llg1.8 10lg5.050.10mol L 111100mL 0.10mol L10mL 0.10mol L(HAc)100mL 10mL0.10mol Lc HAc 和 Ac-的浓度都较大，缓冲溶液的 pH 为：加入10 mL 0.10 molL-1 HCl 溶液后，溶液的 pH由5.05降为4.98，仅减小了 0.07，表明缓冲溶液具有抵抗少量强酸的能力111100mL0.20mol L10mL0.10mol L(Ac)100mL10mL0.17mol Lc1510.17mol LpHlg1.8 10lg4.980.10mol L （3）加入10 mL 0.10 molL-1 NaOH 溶液后，HAc和 Ac-的浓度分别为：111100mL 0.10mol L10mL 0.10mol L(HAc)100mL 10mL0.082mol Lc111100mL 0.20mol L10mL 0.10mol L(Ac)100mL 10mL0.19mol Lc1510.19mol LpHlg1.8 10lg5.110.082mol L HAc 和 Ac-的浓度都比较大，缓冲溶液的pH为：加入 10 mL 0.10 molL-1 NaOH 溶液后，溶液的 pH由5.05升高到5.11，仅增大了0.06，表明缓冲溶液具有抵抗少量强碱的能力。
131100mL0.10mol L(HAc)9.1 10 mol L100mL1000mLc121100mL0.20mol L(Ac)1.8 10 mol L100mL1000mLc（4）加入 1L水稀释后，HAc和Ac-的浓度分别为：HAc 和 Ac-的浓度都较大，缓冲溶液的 pH 为：加入 1 L 水稀释后，溶液的 pH 未发生变化，表明缓冲溶液具有抗稀释的作用215-311.8 10 mol LpHlg1.8 10lg5.059.1 10 mol L 三、缓冲容量和缓冲范围 （一）缓冲容量 缓冲容量定义为：利用上式可以推导出缓冲容量的计算公式：defbadddpHdpHnnVV(HA)(A)2.3(HA)(A)cccc1.缓冲容量与总浓度的关系 同一共轭酸碱对组成的缓冲溶液，当缓冲比相同时，总浓度越大,缓冲容量就越大例题2.缓冲容量和缓冲比的关系 同一共轭酸碱对组成的缓冲溶液，当总浓度相同时，缓冲比越接近1，其缓冲容量就越大例题 通常把缓冲比为1 时的缓冲容量称为最大缓冲容量，用符号 表示：max0.575 (HA)(A)ccmax 例5-12 计算下列缓冲溶液的缓冲容量：（1）0.10molL-1HAc-0.10molL-1NaAc溶液；（2）0.010molL-1HAc-0.010molL-1NaAc溶液。
HAc)(Ac)2.3(HAc)(Ac)cccc111110.10mol L0.10mol L2.30.10mol L0.10mol L0.115mol L111110.010mol L0.010mol L2.30.010mol L0.010mol L0.0115mol L解：(1)(2)例5-13 计算下列缓冲溶液的缓冲容量：（1）0.10molL-1HAc-0.10molL-1NaAc溶液；（2）0.15molL-1HAc-0.050molL-1NaAc溶液；（3）0.020molL-1HAc-0.180molL-1NaAc溶液111110.10mol L0.10mol L2.30.10mol L0.10mol L0.115mol L（1）解：三种缓冲溶液的总浓度均为 0.20 molL-1111110.15mol L0.050mol L2.30.15mol L0.050mol L0.086mol L111110.020mol L0.18mol L2.30.020mol L0.18mol L0.041mol L（2）（3）（二）缓冲范围 只有当缓冲比在0.110 范围内，缓冲溶液才能发挥缓冲作用。
通常把缓冲溶液能发挥缓冲作用（缓冲比为0.110）的pH范围称为缓冲范围HA-A-缓冲溶液的缓冲范围为：apHp(HA)1K四、缓冲溶液的选择与配制 （1）选择合适的缓冲对，使所配制的缓冲溶液的pH在所选择的缓冲对的缓冲范围内，且尽量接近弱酸的 ，使缓冲溶液具有较大的缓冲容量2）缓冲溶液的总浓度要适当，一般在0.05 0.2 molL-1 之间3）所选择的缓冲对不能与反应物或生成物发生作用，药用缓冲溶液还必须考虑是否有毒性等a(p1)KapK （4）选定缓冲对后，计算出所需共轭酸、碱的量5）根据计算结果把共轭酸、碱溶液混合，就可配成一定体积所需 pH 的缓冲溶液若要求精确配制时，可用 pH 计或精密 pH 试纸对所配制缓冲溶液的 pH 进行校正例题例5-14 用浓度均为 0.10 molL-1的弱酸和其共轭碱溶液配制 100 mL pH 为 5.00 的缓冲溶液aa(HAc)pHp(HAc)lg(Ac)(HAc)p(HAc)lg(Ac)cKcVKVapKap4.74K解：所选择的缓冲对中弱酸的 应在 4 6 之间，HAc 的 ，因此可选择 HAc-NaAc 缓冲对若需0.10molL-1 HAc 溶液的体积为V(HAc),则需0.10molL-1NaAc溶液的体积为100mL-V(HAc)。
代入数据得：所需 NaAc 溶液的体积为：5(HAc)5.00lg1.8 10lg100mL(HAc)VV(HAc)35.5mLV(NaAc)100mL(HAc)100mL36.5mL64.5mLVV 将35.5 mL 0.10molL-1HAc溶液与64.5 mL 0.10 molL-1 NaAc 溶液混合，即可配制成 100 mL pH 为5.00 的缓冲溶液缓冲溶液的配制及其缓冲容量2244H PO-HPO 5.80 3.6 5.90 4.6 0.010 6.00 5.6 0.0116.10 6.8 0.0126.20 8.1 0.0156.30 9.7 0.017 6.40 11.6 0.0216.50 13.9 0.0246.60 16.4 0.0276.70 19.3 0.0306.80 22.4 0.0336.90 25.9 0.0337.00 29.1 0.0317.10 32.1 0.0287.20 35.7 0.0257.30 37.0 0.0227.40 39.1 0.0207.50 41.1 0.0187.60 42.8 0.0157.70 44.2 0.0127.80 45.3 0.0107.90 46.1 0.0078.00 46.7 pH V(NaOH)/mL /molL-1pH V(NaOH)/mL /molL-1五、标准缓冲溶液 用pH 计测定溶液的pH 时，需要用标准缓冲溶液进行校正。
标准缓冲溶液是由规定浓度的某些标准解离常数较小的单一两性物质或由共轭酸碱对组成，其 pH 是在一定温度下通过实验准确测定的六、缓冲溶液在医学上的意义 正常人血液的pH在 7.357.45 之间，维持其 pH 恒定的缓冲对在血浆中主要有 -H2CO3，NaHPO4-KH2PO4，Na-蛋白质-H-蛋白质；在红细胞液中主要有 KHCO3-H2CO3，K2HPO4-KH2PO4，K-血红蛋白-H-血红蛋白，K-氧合血红蛋白-H-氧合血红蛋白3NaHCO能力最大，维持血液正常的功能也最为重要碳酸在血液中主要以溶解的 CO2形式存在，碳酸氢盐缓冲对在血液中存在如下平衡：222333CO()H OH COH OHCO溶解2CO(g)()肺肾1K2K碳酸氢盐缓冲对在血液中的浓度最高，缓冲 当 缓冲对发生缓冲作用时，肺部和肾脏的调节也在起着作用当体内物质代谢不断生成二氧化碳、硫酸、磷酸、乳酸、乙酰乙酸等酸性物质时，就会与H3O+离子结合生成CO2，平衡逆向移动，H2CO3浓度增大，而 浓度降低此时可通过加快肺部呼吸吐出 CO2，或通过血浆蛋白质缓冲对和磷酸氢盐缓冲对与其作用，而使CO2 浓度降低；同时肾还可以减少对 的排泄而使之得到补偿，以此来恒定血浆的 pH 为 7.40。
32HCO-CO3HCO3HCO3HCO 同理，当体内碱性物质增多并进入血浆时，平衡正向移动，H2CO3浓度降低，而 浓度增大，此时则由肺部控制对CO2的呼出，以及由肾脏加速对 的排泄，进一步保持血浆的pH 恒定3HCO3HCO。