项目1：缓冲溶液的配制及 pH 测定
一、实验目的
1. 学会标准缓冲溶液的配制方法，并验证其性质。 2. 练习吸量管的使用方法。 二、实验原理
缓冲原理：缓冲溶液具有抵抗外来少量酸、碱或稀释的干扰，而保持其本身 pH 基本不变的能力。缓冲溶液由共轭酸碱对组成，其中共轭酸是抗碱成分，共轭碱是抗酸成分，缓冲溶液的 pH 计算公：
配制一定 pH 的缓冲溶液的原则：选择合适的缓冲系，使缓冲系共轭酸的 pKa 尽可能与所配缓冲溶液的 pH 相等或接近，以保证缓冲系在总浓度一定时，具有较大的缓冲能力；配制缓冲溶液要有适当的总浓度，一般情况下，缓冲溶液的总浓度宜选在0.05～0.2mo1/L之间。
缓冲溶液pH除了主要决定于pKa(pKb)外，还与盐和酸（或碱）的浓度比值有关，若配制缓冲溶液所用的盐和酸（或碱）的原始浓度相同均为c，酸（或碱）的体积为Va(Vb)，盐的体积为Vs，总体积为V，混合后酸（或碱）的浓度为
，盐的浓度为，则
所以缓冲溶液pH可写为
配制缓冲溶液时，只需按照计算值量取盐和酸（或碱）的体积，混合后即可得到一定pH的缓冲溶液。
缓冲容量是衡量缓冲溶液的缓冲能力大小的尺度。为了获得最大的缓冲容
量，应控制亦大。
三、仪器和药品
，盐和酸（或碱）的浓度大的，缓冲容量
仪器：烧杯，量筒，吸量管，试管等。
试剂：pH=4的HCl溶液、pH=10的NaOH溶液、0.10mol/L 的 HAc、 NaAc、 NaOH、 HCl 、 Na2HPO4、NaH2PO4溶液、精密 pH 试纸，广泛 pH 试纸。 四、实验步骤 1. 缓冲溶液配制
甲、乙、丙三种缓冲溶液的组成如下表。如配制三种缓冲溶液各10mL，计算所需各组分的体积，并填入表中。
按照表1中用量，用10mL量筒（或吸量管）配制甲、乙、丙三种缓冲溶液于已经编号的3支试管中，用广泛pH试纸测定所配制的缓冲溶液的pH，填入表中，试比较实验值与计算值是否相符。
表1 缓冲溶液理论配制与实验测定
pH=pKa-lgna/nb
4=4.75-lg0.1x/0.1(10-x) 0.75=lgx/(10-x)
5.62=x/10-x
2. 缓冲溶液的性能
（1）缓冲溶液对强酸强碱的缓冲能力
①在两只试管中各加入3mL蒸馏水，用广泛pH试纸测定其pH，然后分别加入3滴0.1mol/L HCl和0.1mol/L NaOH溶液，再用广泛pH试纸测定其pH。 ②将实验1中配制的甲、乙、丙三种溶液依次各取3mL，每种取两份，共取6份，分别加入3滴0.1mol/L HCl和0.1mol/L NaOH溶液，用广泛pH试纸测定其pH并填入表2。
蒸馏水 pH= 蒸馏水+3滴0.1mol/L HCl pH= 表2 缓冲溶液的性质
蒸馏水+3滴0.1mol/L NaOH pH=
测定分别加入酸和碱后，同一缓冲溶液的pH有无变化？与未加酸碱的缓冲溶液的pH比较有无变化，为什么？
（2）缓冲溶液对稀释的缓冲能力
按表3，在3支试管中，依次加入1mL pH=4的缓冲溶液、pH=4的HCl溶液、pH=10的缓冲溶液、pH=10的NaOH溶液，然后在各试管中加入10mL蒸馏水，混合后用精密pH 试纸测量其pH，并解释实验现象。
表3 缓冲溶液的稀释
五、思考题
1. 缓冲溶液的pH由哪些因素决定的？
2. 现有下列几种酸及其对应的盐类，欲配制pH=2、pH=10、pH=12的缓冲溶液，应选择哪种缓冲剂较好？
H3PO4、HAc、H2C2O4、H2CO3、HF
3. 将10mL 0.1mol/L HAc溶液和10mL 0.1mol/L NaOH溶液混合后，问所得溶液是否具有缓冲能力？
4. 使用pH试纸检验溶液的pH，应注意哪些问题？
拓展实验