《緩沖溶液的配制與性質》.doc

精品文檔實驗一 緩沖溶液的配制和性質、溶液pH值測定【實驗目的】1. 學習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的理解。3. 強化吸量管的使用方法。4. 學習使用pHS-2C型酸度計。5. 培養(yǎng)環(huán)境保護意識?！绢A習作業(yè)】1. 一般性溶液與緩沖溶液有什么不同？2. 緩沖溶液的性質有哪些？3. 如何衡量緩沖溶液的緩沖能力大?。烤彌_溶液的緩沖能力與什么因素有關？4. 實驗是如何設計以驗證緩沖溶液所具有的性質及緩沖容量的影響因素的，設計時有哪些注意事項？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？6. 本實驗屬定量測定還是定性測定或半定量測定？【實驗原理】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酸或強堿、或適當稀釋而保持溶液pH值基本不變的作用。本實驗通過將普通溶液和配制成的緩沖溶液對加入酸、堿或適當稀釋前后pH數(shù)值的變化來探討緩沖溶液的性質。根據(jù)緩沖溶液中共軛酸堿對所存在的質子轉移平衡：HB B+H3O+緩沖溶液pH值的計算公式為：式中pKa為共軛酸解離常數(shù)的負對數(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，由上述公式算得的pH值是近似的，準確的計算應該用活度而不應該用濃度。要配制準確pH值的緩沖溶液，可參考有關手冊和參考書上的配方，它們的pH值是由精確的實驗方法確定的。緩沖容量（）是衡量緩沖能力大小的尺度。緩沖容量（）的大小與緩沖溶液總濃度、緩沖組分的比值有關。緩沖溶液總濃度越大則越大；緩沖比越趨向于1,則越大，當緩沖比為1時，達極大值。實驗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行判斷的。例如：本實驗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4.24.26.36.3顏色紅色橙色黃色醫(yī)學上常用PBS(等滲磷酸鹽緩沖鹽水)作為體外細胞緩沖培養(yǎng)液。PBS是與人體血漿滲透壓(280320mOsmolL-1)等滲，并與人體血液pH值(7.357.45)一致的含有NaCl、KCl、Na2HPO4、KH2PO4等物質的磷酸鹽緩沖液。根據(jù)不同用途，PBS有不同的配制方法，如用于細胞培養(yǎng)的pbs配方為：8g NaCl，0.2g KCl，0.24g KH2PO4，1.44g Na2HPO4，加水至800ml，用HCl調pH至7.4，補水至1L，消毒滅菌既得。其在水溶液中的質子轉移平衡如下：H2PO4H2O H2PO42H3O+ Ka2由上式可知該緩沖液pH的計算公式為該公式計算出來的數(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(5mL5，10mL5)，比色管(20mL4)，量筒(10mL)，燒杯(50mL6)，試管(10mL6，20mL6)，滴管，玻棒，洗瓶，pHS-2C型酸度計等試劑：1.0molL-1 HAc，0.1molL-1HAc，1.0molL-1 NaAc，0.10molL-1 NaAc，0.15molL-1KH2PO4，0.10molL-1Na2HPO4，0.15molL-1NaCl，0.15molL-1KCl，1.0molL-1NaOH，1.0molL-1HCl，0.15molL-1HCl，蒸餾水，甲基紅指示劑，廣泛pH試紙，自帶試樣兩份【實驗步驟】（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、丙及細胞培養(yǎng)用PBS緩沖溶液于已標號的四支10mL，20mL比色管中，備用。二、緩沖溶液的性質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1molL-1HCl溶液或2滴1molL-1NaOH溶液，再測pH值。記錄實驗數(shù)據(jù)：解釋所得結果。2. 緩沖容量與緩沖溶液總濃度（c）及緩沖比的關系取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1molL-1HCl溶液或2滴1molL-1NaOH，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1.0molL-1NaOH溶液，直至溶液的顏色剛好變成黃色。記錄所加的滴數(shù)。記錄實驗結果，解釋所得結果。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)值是否與你預想的一致。【數(shù)據(jù)記錄與結果分析】日期：溫度：相對濕度表2-3-2 緩沖溶液的配制編號試劑濃度/molL1用量/mL總體積/mL甲HAc1.06.0012.00NaAc1.06.00乙HAc0.104.008.00NaAc0.104.00丙HAc0.100.303.00NaAc0.102.70細胞培養(yǎng)用PBSKH2PO40.150.2017.70Na2HPO40.101.70NaCl0.1515.50KCl0.150.30表2-3-3 緩沖溶液的抗酸、抗堿、抗稀釋作用實驗編號1234567緩沖溶液（甲）/mL2.02.0/2.0H2O /mL/2.02.0/5.0NaCl /mL/2.02.0/pH(1)1.0molL-1HCl /滴2/2/2/1.0molL-1NaOH /滴/2/2/2/pH(2)pH結論：表2-3-4 緩沖容量與緩沖比（）及緩沖溶液總濃度（c）間的關系實驗項目與c關系與關系實驗編號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/1.0molL-1HCl /滴22/1.0molL-1NaOH /滴/22至溶液剛好變成黃色 滴至溶液剛好變成黃色 滴pH(2)pH結論：表2-3-5 PBS溶液及自帶試樣溶液pH值的測定實驗項目PBS溶液自帶試樣1自帶試樣2pH試紙pHS-2CpH結論：備注：本實驗方法配制的細胞培養(yǎng)用PBS溶液，已與人體血漿滲透壓等滲，若PBS溶液pH不等于7.4，可直接用0.15molL-1HCl調節(jié)至7.4?！緦嶒灢襟E】（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1molL-1HCl溶液或1molL-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。記錄實驗數(shù)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-1HCl溶液或1molL-1NaOH溶液或蒸餾水，再測pH值。記錄實驗結果，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)值是否與你預想的一致?！緮?shù)據(jù)記錄與結果分析】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123456789101.0molL-1NaAc /ml1.01.01.0molL-1HAc /ml1.01.00.1molL-1NaAc/ml1.01.00.1molL-1HAc/ml1.01.00.15molL-1NaCl/ml1.01.0pH(1)1.0molL-1HCl /滴222221.0molL-1NaOH /滴22222pH(2) pH=pH(2)pH(1)H2O（ml）5.05.05.05.05.05.05.05.05.05.0pH(3)pH=pH(3)pH(2)結論：表2-3-7 緩沖溶液的配制及性質編號123456781.0molL-1NaAc /ml1.01.01.01.0molL-1HAc /ml1.01.01.00.1molL-1NaAc /ml1.01.01.01.00.20.1molL-1HAc /ml1.01.01.01.01.8緩沖溶液總濃度緩沖比pH值甲基紅/滴221.0molL-1HCl /滴221.0molL-1NaOH /滴22至溶液剛好變成黃色 滴至溶液剛好變成黃色 滴H2O（ml）5.05.0pH值pH結論：表2-3-8 細胞培養(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 molL1KH2PO40.2017.700.10 molL1Na2HPO41.700.15 molL1NaCl15.500.15 molL1KCl0.30自帶試樣溶液1自帶試樣溶液2結論：【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型酸度計測定溶液的pH值的準確度如何?4. 為何每測定完一種溶液，復合電極需用蒸餾水洗凈并吸干后才能測定另一種溶液?5. 本實驗是如何設計以驗證這些性質的？6. 本實驗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，HCl和NH3H2O，KH3PO4和NaOH，能夠進行上述實驗嗎？你將怎樣進行實驗設計？實驗一 儀器的認領、洗滌及干燥實驗三 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及不同點？共有幾種洗滌方式，各用于哪些方面？答提示：常規(guī)洗滌、化學洗滌、物理洗滌（如超聲波）針對溶質不同的存在狀態(tài)，溶液配制分別有哪些方法？注意事項是什么？答提示：考慮氣相、液相、固相針對溶質的物理和化學性質，配制溶液時應注意些什么？答提示：考慮物理性質：揮發(fā)性、吸水性、吸熱及放熱考慮化學性質：水解性、空氣中與CO2作用、分子式與試劑名一致（吸濕，風化）、氧化或還原、分解使用容量瓶時，用