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2007
草稿
第二章 稀溶液的依数性
例2-4 临床上常用的生理盐水是9.0g·L-1的NaCl溶液,求溶液在37℃时的渗透压力。
解 NaCl在稀溶液中完全解离,i近似等于2,NaCl的摩尔质量为58.5 g·mol-1
根据Π = icBRT有:
例2-5 将1.00 g血红素溶于适量纯水中,配置成100 mL溶液,在20℃时测得溶液的渗透压力为0.366 kPa,求血红素的相对分子质量。
解 根据van′t Hoff公式,
式中MB为血红素的摩尔质量(g·mol-1),mB为血红素质量(g),V为溶液体积(L),代入相应数值,得
血红素的浓度仅为1.50×10-4mol·L-1,凝固点下降仅为2.79×10 - 4℃,故很难测定。但此溶液的渗透压力相当于37.4mmH2O,因此完全可以准确测定。
例2-7 测得人体血液的凝固点降低值ΔTf = 0.56℃,求在体温37℃时的渗透压力。
解 ΔTf = Kf b B
所以人体血液在体温37℃时的渗透压力为7.8×102 kPa 。
6. 试比较下列溶液的凝固点的高低:(苯的凝固点为5.5 ℃,Kf = 5.12 K·kg·mol-1,水的Kf = 1.86 K·kg·mol-1)
⑴ 0.1 mol·L-1蔗糖的水溶液;⑵ 0.1 mol·L-1甲醇的水溶液;
⑶ 0.1 mol·L-1甲醇的苯溶液;⑷ 0.1 mol·L-1氯化钠水溶液。
7. 试排出在相同温度下下列溶液渗透压由大到小的顺序:
⑴ c(C6H12O6)= 0.2 mol·L-1; ⑵ c[(1/2)Na2CO3]= 0.2 mol·L-1;
⑶ c[(1/3)Na3PO4]= 0.2 mol·L-1; ⑷ c(NaCl)= 0.2 mol·L-1。
8. 今有一氯化钠溶液,测得凝固点为 -0.26 ℃,下列说法哪个正确,为什么?
⑴ 此溶液的毫渗透浓度为 140 mmol·L-1;
⑵ 此溶液的毫渗透浓度为 280 mmol·L-1;
⑶ 此溶液的毫渗透浓度为 70 mmol·L-1;
⑷ 此溶液的毫渗透浓度为7 153 mmol·L-1 。
例2-3 按溶液的凝固点由高到低的顺序排列下列溶液:
① 0.100mol·kg-1的葡萄糖溶液 ② 0.100mol·kg-1的NaCl溶液
③ 0.100mol·kg-1的尿素溶液 ④ 0.100mol·kg-1的萘的苯溶液
④>① = ③>②
1.有下列水溶液:① 0.100 mol·kg-1 的C6H12O6、② 0.100 mol·kg-1的NaCl、③0.100 mol·kg-1Na2SO4。在相同温度下,蒸气压由大到小的顺序是 ( )
A. ②>①>③ B. ①>②>③
C. ②>③>① D. ③>②>①
E. ①>③>②
2.下列几组用半透膜隔开的溶液,在相同温度下水从右向左渗透的是( )
A. 5%的C6H12O6|半透膜|2%的NaCl
B. 0.050 mol·kg-1的NaCl|半透膜|0.080 mol·kg-1的C6H12O6
C. 0.050 mol·kg-1的尿素|半透膜|0.050 mol·kg-1的蔗糖
D. 0.050 mol·kg-1的MgSO4|半透膜|0.050 mol·kg-1的CaCl2
E. 0.90% 的NaCl|半透膜|2%的NaCl
3.与难挥发性非电解质稀溶液的蒸气压降低、沸点升高、凝固点降低有关的因素为 ( )
A. 溶液的体积 B. 溶液的温度
C. 溶质的本性 D. 单位体积溶液中溶质质点数
E. 以上都不对
4. 50g水中溶解0.5g非电解质,101.3kPa时,测得该溶液的凝固点为-0.31℃,水的Kf = 1.86K·kg·mol-1,则此非电解质的相对分子质量为 ( )
A. 60 B. 30 C. 56 D. 28 E. 280
5. 欲较精确地测定某蛋白质的相对分子质量,最合适的测定方法是 ( )
A. 凝固点降低 B. 沸点升高
C. 渗透压力 D. 蒸气压下降
E. 以上方法都不合适
3. 产生渗透现象的必备条件是 和 ; 水的渗透方向为 或 。
6. 依数性的主要用处在于 ,对于小分子溶质多用 法,对于高分子溶质多用 法。
8. 晶体渗透压力的主要生理功能是 ,胶体渗透压力的主要生理功是 。
5. 简单说明水中毒与水肿的区别。
答:
6. 已知某溶质的水溶液的凝固点降低数据,如何求其渗透压力?
答:
例2-4 临床上常用的生理盐水是9.0g·L-1的NaCl溶液,求溶液在37℃时的渗透压力。
解 NaCl在稀溶液中完全解离,i近似等于2,NaCl的摩尔质量为58.5 g·mol-1
根据Π = icBRT有:
例2-5 将1.00 g血红素溶于适量纯水中,配置成100 mL溶液,在20℃时测得溶液的渗透压力为0.366 kPa,求血红素的相对分子质量。
解 根据van′t Hoff公式,
式中MB为血红素的摩尔质量(g·mol-1),mB为血红素质量(g),V为溶液体积(L),代入相应数值,得
血红素的浓度仅为1.50×10-4mol·L-1,凝固点下降仅为2.79×10 - 4℃,故很难测定。但此溶液的渗透压力相当于37.4mmH2O,因此完全可以准确测定。
例2-7 测得人体血液的凝固点降低值ΔTf = 0.56℃,求在体温37℃时的渗透压力。
解 ΔTf = Kf b B
所以人体血液在体温37℃时的渗透压力为7.8×102 kPa 。
1. 临床上常用的生理盐水是9.0g·L-1的NaCl溶液,求其在37℃时的渗透压力。(已知)
1. NaCl在稀溶液中完全解离,i近似等于2,NaCl的摩尔质量为58.5 g·mol-1 ,根据Π = icBRT有:
6. 试比较下列溶液的凝固点的高低:(苯的凝固点为5.5 ℃,Kf = 5.12 K·kg·mol-1,水的Kf = 1.86 K·kg·mol-1)
⑴ 0.1 mol·L-1蔗糖的水溶液;⑵ 0.1 mol·L-1甲醇的水溶液;
⑶ 0.1 mol·L-1甲醇的苯溶液;⑷ 0.1 mol·L-1氯化钠水溶液。
7. 试排出在相同温度下下列溶液渗透压由大到小的顺序:
⑴ c(C6H12O6)= 0.2 mol·L-1; ⑵ c[(1/2)Na2CO3]= 0.2 mol·L-1;
⑶ c[(1/3)Na3PO4]= 0.2 mol·L-1; ⑷ c(NaCl)= 0.2 mol·L-1。
8. 今有一氯化钠溶液,测得凝固点为 -0.26 ℃,下列说法哪个正确,为什么?
⑴ 此溶液的毫渗透浓度为 140 mmol·L-1;
⑵ 此溶液的毫渗透浓度为 280 mmol·L-1;
⑶ 此溶液的毫渗透浓度为 70 mmol·L-1;
⑷ 此溶液的毫渗透浓度为7 153 mmol·L-1 。
例2-3 按溶液的凝固点由高到低的顺序排列下列溶液:
① 0.100mol·kg-1的葡萄糖溶液 ② 0.100mol·kg-1的NaCl溶液
③ 0.100mol·kg-1的尿素溶液 ④ 0.100mol·kg-1的萘的苯溶液
④>① = ③>②
1.有下列水溶液:① 0.100 mol·kg-1 的C6H12O6、② 0.100 mol·kg-1的NaCl、③0.100 mol·kg-1Na2SO4。在相同温度下,蒸气压由大到小的顺序是 ( )
A. ②>①>③ B. ①>②>③
C. ②>③>① D. ③>②>①
E. ①>③>②
2.下列几组用半透膜隔开的溶液,在相同温度下水从右向左渗透的是( )
A. 5%的C6H12O6|半透膜|2%的NaCl
B. 0.050 mol·kg-1的NaCl|半透膜|0.080 mol·kg-1的C6H12O6
C. 0.050 mol·kg-1的尿素|半透膜|0.050 mol·kg-1的蔗糖
D. 0.050 mol·kg-1的MgSO4|半透膜|0.050 mol·kg-1的CaCl2
E. 0.90% 的NaCl|半透膜|2%的NaCl
3.与难挥发性非电解质稀溶液的蒸气压降低、沸点升高、凝固点降低有关的因素为 ( )
A. 溶液的体积 B. 溶液的温度
C. 溶质的本性 D. 单位体积溶液中溶质质点数
E. 以上都不对
4. 50g水中溶解0.5g非电解质,101.3kPa时,测得该溶液的凝固点为-0.31℃,水的Kf = 1.86K·kg·mol-1,则此非电解质的相对分子质量为 ( )
A. 60 B. 30 C. 56 D. 28 E. 280
5. 欲较精确地测定某蛋白质的相对分子质量,最合适的测定方法是 ( )
A. 凝固点降低 B. 沸点升高
C. 渗透压力 D. 蒸气压下降
E. 以上方法都不合适
3. 产生渗透现象的必备条件是 和 ; 水的渗透方向为 或 。
6. 依数性的主要用处在于 ,对于小分子溶质多用 法,对于高分子溶质多用 法。
8. 晶体渗透压力的主要生理功能是 ,胶体渗透压力的主要生理功是 。
第三章 电解质溶液
3、 在下列各系统中,各加入0.50g NH4Cl固体并使其溶解,对所指定的性质影响(定性的)如何?简单指出原因。
⑴ 10.0 ml 0.1mol·L-1 HCl溶液(pH值) ⑨ 。
⑵ 10.0 ml 0.1mol·L-1 NH3溶液(氨在水溶液中解离度及混合液的pH值
⑩ 。
⑶ 10.0ml纯水(pH值) ⑾
4、若考虑强电解质溶液中离子之间的相互作用力,应用 ⑿ 代替离子的浓度。活度因子反映了溶液中 ⒀ 。0.10 mol·kg-1 HCl溶液和0.10 mol·kg-1 BaCl2溶液等体积混合形成的溶液的离子强度是 ⒁ 。
5、在有同离子效应(H+)的情况下,HAc的解离度α= / c(HAc)。
9、根据[Ag+ ]逐渐增加的次序,排列下列饱和溶液
① Ksp(AgCl)= 1.77×10 –10 ② Ksp Ag2CrO4 = 1.12×10 –12
③ Ksp (AgBrO3 ) = 5.38×10 –5 ④ Ksp(AgI)= 8.52×10 –17
A. ④<①<②<③ B. ④<②<①<③
C. ④<①<③<② D. ①<④<②<③
第四章 缓冲溶液
例4-2 柠檬酸(缩写H3Cit)常用于配制供培养细菌的缓冲溶液。如用500mL的0.200 mol·L-1柠檬酸,须加入0.400 mol·L-1的NaOH溶液多少毫升,才能配成pH为5.00的缓冲溶液?(已知柠檬酸的pKa1=3.14,pKa2= 4.77,pKa3=6.39)
析 要配pH5.00的缓冲溶液,应选pKa2,缓冲系NaH2Cit-Na2HCit,用NaOH与H3Cit完全反应生成NaH2Cit,再与NaH2Cit部分反应生成Na2HCit。
解 设H3Cit全部转化为NaH2Cit需NaOH溶液V1 mL:
0.200 mol·L-1×500 mL = 0.400 mol·L-1×V1 mL
解得: V1 = 250
设NaH2Cit部分转化,组成NaH2Cit-Na2Hcit缓冲系,需NaOH溶液V2 mL:
NaH2Cit + NaOHNa2HCit + H2O
n(Na2HCit)= 0.400 mol·L-1×V2 mL= 0.400V2 mmol
n(NaH2Cit)= 0.200 mol·L-1×500 mL-0.400 mol·L-1×V2 mL
= (100-0.400 V2)mmol
pH = pKa2 + lg= 4.77+lg= 5.00
解得: V2 = 157
共需加入NaOH溶液的体积: V1 mL + V2 mL = 250 mL + 157 mL = 407 mL
例4-4 用0.025 mol·L-1的H3PO4和0.10 mol·L-1的NaOH,配制pH7.40的缓冲溶液100 mL,求所需H3PO4和NaOH的体积比。
解 缓冲系为NaH2PO4-Na2HPO4。设需H3PO4体积V1 mL,NaOH体积V2 mL。
n(H3PO4) = 0.025 mol·L-1×V1 mL = 0.025V1 mmol
n(NaOH) = 0.10 mol·L-1×V2 mL = 0.10V2 mmol
H3PO4 + NaOH NaH2PO4 + H2O
反应前 0.025V1mmol 0.10V2mmol
反应后 (0.10V2-0.025V1) mmol 0.025V1mmol
NaH2PO4 + NaOH Na2HPO4 + H2O
起始 0.025V1mmol (0.10V2-0.025V1) mmol
平衡时 [0.025V1-(0.10V2-0.025V1)]mmol (0.10V2-0.025V1) mmol
= (0.050V1-0.10V2) mmol
pH = pKa + lg= 7.21 + lg= 7.40
某三元酸H3B其解离常数的负对数分别为、 、,设其物质的量为n1。现用物质的量为n2的NaOH与其配制缓冲溶液,其pH依次分别为
、、
则缓冲比依次分别为( )、( )、( )。
()、()、()
5. 0.100 mol·L-1HAc加入等体积NaOH溶液配成的缓冲溶液,其最大的缓冲容量[单位是mol/(L·pH)]是 ( )
A. 0.576 B. 0.2×0.576 C. 0.1×0.576
D. 0.05×0.576 E. 0.576/2
6. 欲配制pH=9.0的缓冲溶液,最好选用下列缓冲系中的 ( )
A. 邻苯二甲酸(pKa1=2.89;pKa2=5.51)
B. 甲胺盐酸盐(pKa=10.63) C. 甲酸(pKa=3.75)
D. 氨水(pKb=4.75) E. 硼酸 (pKa=9.14)
7. 影响缓冲容量的主要因素是 ( )
A. 缓冲溶液的pH值和缓冲比 B. 弱酸的pKa和缓冲比
C. 弱酸的pKa和缓冲溶液的总浓度 D. 弱酸的pKa和其共轭碱的pKb
E. 缓冲溶液的总浓度和缓冲比
8. 下列各组中两溶液的pH相等的是 ( )
A. 0.500 mol·L-1NaH2PO4与该溶液稀释一倍后所得溶液。
B. c(HAc)=0.100 mol·L-1的溶液与c(1/2 H2SO4)=0.100 mol·L-1的溶液。
C. 0.100 mol·L-1 NaH2PO4溶液与0.100 mol·L-1 Na2HPO4溶液
D. pH=4.0的缓冲溶液与0.001mol·L-1 HCl
E. 0.2 mol·L-1NH3和0.15 mol·L-1HCl
9. 下列各组分等体积混合的溶液,无缓冲作用的是 ( )
A. 0.2 mol·L-1邻苯二甲酸氢钾和等体积的水
B. 0.2 mol·L-1 HCl和0.2 mol·L-1 NH3·H2O
C. 0.2 mol·L-1 KH2PO4和0.2 mol·L-1 Na2HPO4
D. 0.01 mol·L-1 NaOH和0.2 mol·L-1 HAc
E. 0.01 mol·L-1 CH3CHOHCOOH 和0.01 mol·L-1 CH3CHOHCOONa
10. 下列各组溶液中,能以一定体积比组成缓冲溶液的是 ( )
A. 浓度均为0.1 mol·L-1的NaAc溶液和HAc溶液
B. 浓度均为0.1 mol·L-1的NaOH溶液和HCl溶液
C. 浓度均为0.1 mol·L-1的NaOH溶液和NH3溶液
D. 浓度均为0.1 mol·L-1的HAc溶液和HCl溶液
E. 浓度均为0.1 mol·L-1的NaOH溶液和H2SO4溶液
由缓冲容量计算公式计算某缓冲溶液的其含义为为使该缓冲溶液pH改变1所需加入的一元强酸或一元强碱的物质的量,那么在1L该缓冲溶液中加入一元强酸或一元强碱时,其pH能变为pH-1或pH+1吗?
答:不能。
7. 在100 mL 0.100 mol·L-1 NaH2PO4和50.0 mL 0.100 mol·L-1 NaOH的混合液中,抗酸成分是 ,抗碱成分是 ,该溶液最大缓冲溶量β为 mol·L-1·pH-1。
8. 已知NH3的pKb=4.75,若在100 mL 0.100 mol·L-1NH3·H2O中加入等体积的的HCl 配成缓冲溶液,其理论缓冲范围是 ,若此溶液的缓冲容量最大,所加HCl 的浓度是 。
5、六次甲基四胺 [(CH2)6N4](Kb = 1.4×10 -9)及其盐 [(CH2)6N4·H+ ] 组成的缓冲溶液的有效pH缓冲范围是
A 8 ~ 10 B 4 ~ 6 C 6 ~ 8 D 9 ~10
6、0.10 mol·L-1 NH3·H2O溶液(Kb = 1.79×10 -5)40.00 mL与0.10 mol·L-1的HCl溶液20.00 mL的混合,溶液的pH值为
A 2.87 B 4.75 C 9.25 D 6.75
7、欲配置pH = 4.50的缓冲溶液,若用HAc和NaAc来配置(HAc的Ka = 1.76×10 -5),则二者的浓度比{[NaAc] / [HAc]}应为
A 4.75∶1 B 4.50∶1 C 3.2∶36 D 1∶1.78
8、0.100 mol·L-1 NaOH溶液滴定0.100 mol·L-1 HCl和2.00×10 –4 mol·L-1盐酸羟胺(NH3+ OH·Cl)的混合溶液20.00mL,若滴定终点时pH = 6.00,则盐酸羟胺(羟胺的Kb = 1.00×10 –8)被中和的百分率为
A 50% B 40% C 30% D 20%
例4-3 柠檬酸 (缩写H3Cit)及其盐是一种供细菌培养的常用缓冲体系,用0.100mol·L-1 NaH2Cit溶液与0.050mol·L-1 NaOH溶液等体积混合,求此缓冲溶液的近似pH和精确pH。已知H3Cit的pKa1=3.14、pKa2=4.77、pKa3=6.39。
解(1)求近似pH:过量H2Cit-与OH-反应,生成HCit2-, 剩余H2Cit-与 HCit2-组成缓冲系,相应于H3Cit的第二步质子转移平衡的pKa2=4.77
H2Cit- + OH- HCit2- + H2O
H2Cit-和HCit2-的物质的量浓度分别为
C(H2Cit-)=(0.100 mol·L-1-0.050 mol·L-1)/2=0.025mol·L-1
C(HCit2-)=0.050/2 mol·L-1=0.025 mol·L-1
pH=pKa2 + 4.77 + lg=4.77
(2)求精确pH:缓冲溶液中存在Na+、H2Cit- 和HCit2-,离子强度为:
I==[3×0.025×12 + 0.025×(-1)2 + 0.025×(-2)2]mol·L-1=0.10mol·L-1
弱酸H2Cit-的z为-1,查表4-2得校正因数为-0.32,此缓冲溶液的精确pH为
pH=4.77 + (-0.32) =4.45
例4-8 用某二元弱酸H2B配制pH=6.00的缓冲溶液,应在450mL c(H2B)= 0.100mol·L-1的溶液中,加入0.100mol·L-1的NaOH溶液多少毫升?已知 H2B的pKa1=1.52、pKa2=6.30.(忽略溶液体积加合引起的体积变化)。
解 根据配制原则,应选HB-–B2-缓冲系,质子转移反应分两步进行:
(1) H2B + NaOH = NaHB + H2O
将H2B完全中和生成NaHB,需0.100mol·L-1NaOH 450mL,生成NaHB
450mL × 0.100 mol· L-1=45.0mmol
(2) NaHB + NaOH = Na2B + H2O
设中和部分NaHB需NaOH溶液的体积V(NaOH)=xmL,则生成Na2B 0.100xmmol,剩余NaHB(45.0-0.100x) mmol,
解得
x=150
共需NaOH溶液的体积为
450mL+150mL=600mL
2. 与都可计算缓冲溶液的缓冲容量,指出其二点差异。
答:
13. 对于下列情况下的稀溶液的pH计算,不用Henderson—Hasselbalch方程式的是
A. mLmol·L-1与混合
B.
C.
D.
14. 两种弱酸(或弱碱)混合可否作为缓冲溶液?
15. 缓冲溶液从组成上是由( ),从量上必须( ),其比例应在( )范围内。
16. 在某些条件下,一种物质也能配制缓冲溶液,但下列物质中哪一种不能配制缓冲溶液
A. KHC4H4O6(酒石酸氢钾;pKa(HAc)=4.75,pKa(NH4+)=9.25)
B. KHC8H4O4(邻苯二甲酸氢钾;pKa(HAc)=4.75,pKa(NH4+)=9.25)
C. Na2B4O7·10H2O(硼砂;pKa(HAc)=4.75,pKa(NH4+)=9.25)
D. NH4Ac(醋酸氨;pKa(HAc)=4.75,pKa(NH4+)=9.25)
17. 解释呼吸性碱中毒问题。
18. 解释呼吸性酸中毒问题。
例4-2 pH接近于7.0的磷酸盐缓冲溶液常用来培养酶,某种酶仅能存在于pH为6.90 ~7.15的培养液中。求含有0.225mol·L-1 HPO42-和0.330mol·L-1 H2PO4-的溶液的pH。若在250mL该溶液中分别加入0.20 g及0.40g NaOH固体,酶会分解吗?
解 ⑴ 此混合溶液含H2PO4--HPO42-缓冲对,质子转移平衡为H3PO4的第二步质子转移平衡,查表4-1可知H3PO4的pKa2=7.21,代入式(4.2)得
pH= pKa2 7.21+lg
=7.21-0.17=7.04
计算结果表明,这是一个适合于酶存在的缓冲溶液。
⑵ 加入的NaOH为: 0.20g /(40.0g·mol-1)=0.005mol
[OH-]=0.005mol / 0.25L=0.020mol·L-1
由于OH-的加入,引起缓冲成分浓度的改变:
[HPO42-]=(0.225 mol·L-1 + 0.020 mol·L-1)=0.245mol·L-1
[H2PO4-]=(0.330 mol·L-1-0.02 0 mol·L-1)=0.310 mol·L-1
pH= pKa2
⑶ 加入的NaOH为: 0.40g /(40.0g·mol-1)=0.010mol
[OH-]=0.010mol / 0.25L=0.040mol·L-1
由于OH-的加入,引起缓冲成分浓度的改变:
[HPO42-]=(0.225 mol·L-1 + 0.040 mol·L-1)=0.265mol·L-1
[H2PO4-]=(0.330 mol·L-1-0.04 0 mol·L-1)=0.290mol·L-1
pH= pKa2
结果显示,0.20gNaOH加到缓冲溶液中,该酶能稳定存在;而0.40gNaOH加到缓冲溶液中,将使溶液pH有较大的改变,超过了酶能稳定存在的限度,酶会分解。
图 缓冲容量与pH的关系
(1)0.1 mol·L-1 HAc+NaOH
(2)0.2 mol·L-1 HAc+NaOH
(3)0.05 mol·L-1 KH2PO4+NaOH
(4)0.05 mol·L-1 H2BO3+NaOH
15. 用0.020mol·L-1H3PO4溶液和0.020mol/L-1NaOH溶液配制pH=7.40的生理缓冲溶液100mL,需H3PO4和NaOH溶液各多少毫升?
解:设需H3PO4和NaOH溶液体积分别为V 1和V 2,
H3PO4 + NaOH = NaH2PO4 + H2O
H3PO4完全反应,生成0.020mol·L-1×V1的NaH2PO4,剩余NaOH
0.020mol·L-1×V2 - 0.020mol·L-1×V1 = 0.020mol·L-1×(V2 - V1)
NaH2PO4 + NaOH = Na2HPO4 + H2O
生成Na2HPO4的物质的量等于NaOH的物质的量0.020mol·L-1×(V2 - V1),剩余NaH2PO4
0.020mol·L-1×V1 - 0.020mol·L-1×(V2 - V1) = 0.020mol·L-1×(2V1 - V2)
解得 V1 = 38mL,V2 = 62mL。
例4-2 柠檬酸(缩写H3Cit)常用于配制供培养细菌的缓冲溶液。如用500mL的0.200 mol·L-1柠檬酸,须加入0.400 mol·L-1的NaOH溶液多少毫升,才能配成pH为5.00的缓冲溶液?(已知柠檬酸的pKa1=3.14,pKa2= 4.77,pKa3=6.39)
析 要配pH5.00的缓冲溶液,应选pKa2,缓冲系NaH2Cit-Na2HCit,用NaOH与H3Cit完全反应生成NaH2Cit,再与NaH2Cit部分反应生成Na2HCit。
解 设H3Cit全部转化为NaH2Cit需NaOH溶液V1 mL:
0.200 mol·L-1×500 mL = 0.400 mol·L-1×V1 mL
解得: V1 = 250
设NaH2Cit部分转化,组成NaH2Cit-Na2Hcit缓冲系,需NaOH溶液V2 mL:
NaH2Cit + NaOHNa2HCit + H2O
n(Na2HCit)= 0.400 mol·L-1×V2 mL= 0.400V2 mmol
n(NaH2Cit)= 0.200 mol·L-1×500 mL-0.400 mol·L-1×V2 mL
= (100-0.400 V2)mmol
pH = pKa2 + lg= 4.77+lg= 5.00
解得: V2 = 157
共需加入NaOH溶液的体积: V1 mL + V2 mL = 250 mL + 157 mL = 407 mL
例4-4 用0.025 mol·L-1的H3PO4和0.10 mol·L-1的NaOH,配制pH7.40的缓冲溶液100 mL,求所需H3PO4和NaOH的体积比。
解 缓冲系为NaH2PO4-Na2HPO4。设需H3PO4体积V1 mL,NaOH体积V2 mL。
n(H3PO4) = 0.025 mol·L-1×V1 mL = 0.025V1 mmol
n(NaOH) = 0.10 mol·L-1×V2 mL = 0.10V2 mmol
H3PO4 + NaOH NaH2PO4 + H2O
反应前 0.025V1mmol 0.10V2mmol
反应后 (0.10V2-0.025V1) mmol 0.025V1mmol
NaH2PO4 + NaOH Na2HPO4 + H2O
起始 0.025V1mmol (0.10V2-0.025V1) mmol
平衡时 [0.025V1-(0.10V2-0.025V1)]mmol (0.10V2-0.025V1) mmol
= (0.050V1-0.10V2) mmol
pH = pKa + lg= 7.21 + lg= 7.40
某三元酸H3B其解离常数的负对数分别为、 、,设其物质的量为n1。现用物质的量为n2的NaOH与其配制缓冲溶液,其pH依次分别为
、、
则缓冲比依次分别为( )、( )、( )。
()、()、()
5. 0.100 mol·L-1HAc加入等体积NaOH溶液配成的缓冲溶液,其最大的缓冲容量[单位是mol/(L·pH)]是 ( )
A. 0.576 B. 0.2×0.576 C. 0.1×0.576
D. 0.05×0.576 E. 0.576/2
6. 欲配制pH=9.0的缓冲溶液,最好选用下列缓冲系中的 ( )
A. 邻苯二甲酸(pKa1=2.89;pKa2=5.51)
B. 甲胺盐酸盐(pKa=10.63) C. 甲酸(pKa=3.75)
D. 氨水(pKb=4.75) E. 硼酸 (pKa=9.14)
7. 影响缓冲容量的主要因素是 ( )
A. 缓冲溶液的pH值和缓冲比 B. 弱酸的pKa和缓冲比
C. 弱酸的pKa和缓冲溶液的总浓度 D. 弱酸的pKa和其共轭碱的pKb
E. 缓冲溶液的总浓度和缓冲比
8. 下列各组中两溶液的pH相等的是 ( )
A. 0.500 mol·L-1NaH2PO4与该溶液稀释一倍后所得溶液。
B. c(HAc)=0.100 mol·L-1的溶液与c(1/2 H2SO4)=0.100 mol·L-1的溶液。
C. 0.100 mol·L-1 NaH2PO4溶液与0.100 mol·L-1 Na2HPO4溶液
D. pH=4.0的缓冲溶液与0.001mol·L-1 HCl
E. 0.2 mol·L-1NH3和0.15 mol·L-1HCl
9. 下列各组分等体积混合的溶液,无缓冲作用的是 ( )
A. 0.2 mol·L-1邻苯二甲酸氢钾和等体积的水
B. 0.2 mol·L-1 HCl和0.2 mol·L-1 NH3·H2O
C. 0.2 mol·L-1 KH2PO4和0.2 mol·L-1 Na2HPO4
D. 0.01 mol·L-1 NaOH和0.2 mol·L-1 HAc
E. 0.01 mol·L-1 CH3CHOHCOOH 和0.01 mol·L-1 CH3CHOHCOONa
10. 下列各组溶液中,能以一定体积比组成缓冲溶液的是 ( )
A. 浓度均为0.1 mol·L-1的NaAc溶液和HAc溶液
B. 浓度均为0.1 mol·L-1的NaOH溶液和HCl溶液
C. 浓度均为0.1 mol·L-1的NaOH溶液和NH3溶液
D. 浓度均为0.1 mol·L-1的HAc溶液和HCl溶液
E. 浓度均为0.1 mol·L-1的NaOH溶液和H2SO4溶液
由缓冲容量计算公式计算某缓冲溶液的其含义为为使该缓冲溶液pH改变1所需加入的一元强酸或一元强碱的物质的量,那么在1L该缓冲溶液中加入一元强酸或一元强碱时,其pH能变为