共轭酸碱对缓冲能力大小影响因素实验初探
2012-09-25陈鲜丽郑锋华
陈鲜丽 郑锋华
(1韶关学院医学院 广东韶关 512026;2广西师范大学化学化工学院 广西桂林 541004)
在文献[1]中有一道这样的题目:下列缓冲溶液缓冲容量最大的是?
(1) 20mL 0.1mol/L HAc-20mL 0.1mol/L NaAc混合
(2) 20mL 0.4mol/L HAc-20mL 0.2mol/L NaAc混合
(3) 15mL 0.1mol/L HAc-25mL 0.1mol/L NaAc混合
在文献[1-3]中说影响缓冲容量的因素有两个:① 总浓度:对于同一缓冲溶液,当缓冲比一定时,总浓度越大,缓冲容量越大。② 缓冲比:对于同一缓冲对,总浓度一定时,缓冲容量随着缓冲比的改变而改变,当缓冲比为1时,缓冲溶液具有最大缓冲容量。
上述3种缓冲溶液的总浓度分别是0.1mol/L、0.3mol/L、0.1mol/L;它们的缓冲比分别是1、1/2、5/3。如果比较缓冲溶液(1)和(3),它们的总浓度一定,缓冲溶液(1)的缓冲比为1,所以得出结论,缓冲溶液(1)的缓冲能力比缓冲溶液(3)要大,但是这样的结论是不恰当的;而要让学生比较缓冲溶液(2)的缓冲容量大小,就更是无能为力了。
为了正确解答上述题目,并对β的影响因素作进一步的探讨,笔者做了以下实验。
1 实验部分1.1 仪器与试剂
仪器:上海精密科学仪器有限公司ZD-2自动电位滴定仪,上海精密科学仪器有限公司雷磁E-201-CpH复合电极,雷磁JB-1A搅拌器。
试剂:0.1mol/L NH3·H2O,0.1mol/L NH4Cl,0.1mol/L Na2HPO4,0.1mol/L KH2PO4,0.1mol/L HAc,0.1mol/L NaAc,0.5mol/L NaOH,0.5mol/L HCl,0.05mol/L邻苯二甲酸氢钾标准缓冲溶液,0.025mol/L混合磷酸盐标准缓冲溶液,0.01mol/L硼砂标准缓冲溶液。
1.2 滴定过程
一般情况下,缓冲溶液的总浓度控制在0.05~0.20mol/L之间,因此本文选择共轭酸碱的浓度均为0.1mol/L,按照表1配制成缓冲溶液。考虑到稀释效应的影响[4],分别用0.5mol/L NaOH溶液和0.5mol/L HCl溶液滴定,记录pH和滴定液的体积V,由β=n/(V︱ΔpH︱)(n为外加的一元强酸或强碱的物质的量,V为缓冲溶液的体积,ΔpH为缓冲溶液pH的变化量)计算出缓冲容量β,做出β-V图。……
