基础化学答案第Word文档下载推荐.docx

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总浓度一定时，缓冲比越接近于1缓冲容量越大。

总浓度及缓冲比相同的HAc-NaAc和H2CO3-

缓冲系的缓冲容量相同。

3.下列化学组合中，哪些可用来配制缓冲溶液

（1）HCl+NH3·

H2O

（2）HCl+Tris（3）HCl+NaOH

（4）Na2HPO4+Na3PO4（5）H3PO4+NaOH（6）NaCl+NaAc

解可用来配制缓冲溶液的是：

H2O、

（2）HCl+Tris、（4）Na2HPO4+Na3PO4和（5）H3PO4+NaOH

4.将mol·

L-1吡啶（C5H5N，pKb=和mol·

L-1HCl溶液等体积混合,混合液是否为缓冲溶液求此混合溶液的pH。

解C5H5N与HCl反应生成C5H5NH+Cl-（吡啶盐酸盐），混合溶液为mol·

L-1C5H5N和mol·

L-1C5H5NH+Cl-缓冲溶液，pKa=-=

5.将gNa2CO3和gNaHCO3溶于水制备250mL缓冲溶液，求溶液的pH。

解

6.求pH=，总浓度为mol·

L-1的HCOOH（甲酸）–HCOONa（甲酸钠）缓冲溶液中，甲酸和甲酸钠的物质的量浓度（HCOOH的pKa=

解设c（HCOONa）=xmol·

L-1,则c（HCOOH）=mol·

L-1–xmol·

L-1

解得c（HCOO-）=xmol·

L-1=mol·

c（HCOOH）=-mol·

L-1=mol·

7.向100mL某缓冲溶液中加入0.20gNaOH固体，所得缓冲溶液的pH为.。

已知原缓冲溶液共轭酸HB的pKa=，c（HB）=·

L-1，求原缓冲溶液的pH。

解n（NaOH）=

=mol·

L-1

加入NaOH后，

解得[B-]=mol·

原溶液

8.阿司匹林（乙酰水杨酸、以HAsp表示）以游离酸（未解离的）形式从胃中吸收，若病人服用解酸药，调整胃容物的pH为，然后口服阿司匹林0.65g。

假设阿司匹林立即溶解，且胃容物的pH不变，问病人可以从胃中立即吸收的阿司匹林为多少克（乙酰水杨酸的Mr=、pKa=

依题意

解得n（HAsp）=mol

可吸收阿司匹林的质量=mol×

180.2g·

mol-1=0.50g

9.在500mLmol·

L-1C2H5COOH（丙酸，用HPr表示）溶液中加入NaOH1.8g，求所得溶液的近似pH和校正后的精确pH。

已知C2H5COOH的pKa=，忽略加入NaOH引起的体积变化。

解⑴求近似pH

pH=pKa

⑵求精确pH，丙酸钠是强电解质

I=

∑cizi2=

（

×

12+

12）=mol·

L-1≈mol·

当Z=0，I=时，校正因数

10.某医学研究中，制作动物组织切片时需pH约为的磷酸盐缓冲液作为固定液。

该固定液的配方是：

将29gNa2HPO4·

12H2O和2.6gNaH2PO4·

2H2O分别溶解后稀释至1L。

若校正因数lg

=，计算该缓冲溶液的精确pH。

解c（Na2HPO4）=

c（NaH2PO4）=

pH=pKa2+

+lg

=++lg

=

11.将mol·

L-1HAc溶液和mol·

L-1NaOH溶液以3:

1的体积比混合，求此缓冲溶液的pH及缓冲容量。

解HAc溶液和NaOH溶液的体积分别为3V和V，

c（HAc）=×

3V-×

V）mol·

L-1/（3V+V）=mol·

c（Ac-）=mol·

L-1×

V/（3V+V）=mol·

12.某生物化学实验中需用巴比妥缓冲溶液，巴比妥（C8H12N2O3）为二元有机酸（用H2Bar表示，pKa1＝。

今称取巴比妥18.4g，先加蒸馏水配成100mL溶液，在pH计监控下，加入mol·

L-1NaOH溶液mL，并使溶液最后体积为1000mL。

求此缓冲溶液的pH和缓冲容量。

（已知巴比妥的Mr=184g·

mol-1）

解H2Bar与NaOH的反应为

H2Bar（aq）+NaOH（aq）＝NaHBar（aq）+H2O（l）

反应生成的NaHBar的物质的量n（NaHBar）＝c（NaOH）V（NaOH）＝mol·

L-1×

mL＝25mmol，剩余H2Bar的物质的量为

n余（H2Bar）＝n（H2Bar）-n（NaOH）＝

1000-25mmol＝75mmol

pH＝pKa+lg

＝+lg

＝

β＝×

＝mol·

13.分别加NaOH溶液或HCl溶液于柠檬酸氢钠（缩写Na2HCit）溶液中。

写出可能配制的缓冲溶液的抗酸成分、抗碱成分和各缓冲系的理论有效缓冲范围。

如果上述三种溶液的物质的量浓度相同，它们以何种体积比混合，才能使所配制的缓冲溶液有最大缓冲容量（已知H3Cit的pKa1=、pKa2=、pKa3=）`

解.

溶液组成

缓冲系

抗酸成分

抗碱成分

有效缓冲范围

β最大时体积比

Na2HCit+HCl

H2Cit--HCit2-

HCit2-

H2Cit-

~

2:

1

H3Cit-H2Cit-

H3Cit

3

Na2HCit+NaOH

HCit2--Cit3-

Cit3-

14.现有

（1）mol·

L-1NaOH溶液，

（2）mol·

L-1NH3溶液，（3）mol·

L-1Na2HPO4溶液各50mL，欲配制pH=的溶液，问需分别加入mol·

L-1HCl溶液多少mL配成的三种溶液有无缓冲作用哪一种缓冲能力最好

解⑴HCl与NaOH完全反应需HCl溶液50mL。

⑵HCl（aq）+NH3·

H2O（aq）=NH4Cl（aq）+H2O（l）

NH4+的pKa=，

解得V（HCl）=50mL

⑶HCl（aq）+Na2HPO4（aq）=NaH2PO4（aq）+NaCl（aq）

H3PO4的pKa2=，

解得V（HCl）=31mL

第一种混合溶液无缓冲作用；

第二种pH<

pKa-1，无缓冲能力；

第三种缓冲作用较强。

15.用固体NH4Cl和NaOH溶液来配制1L总浓度为mol·

L-1，pH=的缓冲溶液，问需NH4Cl多少克求需mol·

L-1的NaOH溶液的体积（mL）。

解设需NH4Cl的质量为xg

pKa（NH4+）=-=

得mol·

V（NaOH）=[x/53.5g·

mol-1-mol·

V（NaOH）]

又[mol·

VNaOH）+（x/53.5g·

V（NaOH））]/1L

解得x=,V（NaOH）=0.045L

即：

需NH4Cl6.69g，NaOH溶液0.045L。

16.用mol·

L-1H3PO4溶液和mol·

L-1NaOH溶液配制100mLpH=的生理缓冲溶液，求需H3PO4溶液和NaOH溶液的体积（mL）。

解设第一步反应需H3PO4和NaOH溶液体积各为xmL

⑴H3PO4（aq）+NaOH（aq）=NaH2PO4（aq）+H2O（l）

xmLH3PO4与xmLNaOH完全反应，生成NaH2PO4mol·

xmL=xmmol

⑵第二步反应：

设生成的NaH2PO4再部分与NaOHymL反应，生成Na2HPO4，其与剩余NaH2PO4组成缓冲溶液

NaH2PO4（aq）+NaOH（aq）=Na2HPO4（aq）+H2O（l）

起始量mmol++

变化量mmol+

平衡量mmol（x-y）0+

=

依题意又有2x+y=100

解得x=，y=

即需H3PO4溶液mL，NaOH溶液+mL=mL。

17.今欲配制37℃时，近似pH为的生理缓冲溶液，计算在Tris和Tris·

HCl浓度均为mol·

L-1的溶液l00mL中，需加入mol·

L-1HCl溶液的体积（mL）。

在此溶液中需加入固体NaCl多少克，才能配成与血浆等渗的溶液（已知Tris·

HCl在37℃时的pKa＝，忽略离子强度的影响。

）

解⑴

V（HCl）=mL

⑵设加入NaClxg，血浆渗透浓度为300mmol·

（+2×

）mol·

L-1+

mol·

x=，即需加入NaCl0.79g

18.正常人体血浆中，[

]＝mmol·

L-1、[CO2（aq）]＝mmol·

L-1。

若某人因腹泻使血浆中[

]减少到为原来的90%，试求此人血浆的pH，并判断是否会引起酸中毒。

已知H2CO3的pKa1ˊ=。

解pH=pKa1′

pH虽接近，但由于血液中还有其他缓冲系的协同作用，不会引起酸中毒。

Exercises

1.HowdotheacidandbasecomponentsofabufferfunctionWhyaretheytypicallyaconjugateacid-basepair

SolutionAbuffersolutionconsistsofaconjugateacid-basepair.Theconjugatebasecanconsumetheaddedstrongacid,andtheconjugateacidcanconsumetheaddedstrongbase,tomaintainpH。

Theconjugateacid-basepairsofweakelectrolytespresentinthesamesolutionatequilibrium.

2.WhenH3O+isaddedtoabuffer，doesthepHremainconstantordoesitchangeslightlyExplain.

SolutionThepHofabufferdependsonthepKaoftheconjugateacidandthebuffercomponentratio.WhenH3O+isaddedtoabuffer，thebuffercomponentratiochangesslightly，sothepHchangesslightly.

3.AcertainsolutioncontainsdissolvedHClandNaCl.Whycan’tthissolutionactasabuffer

SolutionThissolutioncan’tactasabuffer.HClisnotpresentinsolutioninmolecularform.Therefore,thereisnoreservoirofmoleculesthatcanreactwithaddedOH-theCl-doesnotexhibitbasebehaviorinwater,soitcannotreactwithanyH3O+addedtothesolution.

4.Whatistherelationshipbetweenbufferrangeandbuffer-componentratio

SolutionThepHofabufferdependsonthebuffercomponentratio.When[B-]/[HB]=1,pH=pKa,thebufferismosteffective.Thefurtherthebuffer-componentratioisfrom1，thelesseffectivethebufferingactionis.Practically,ifthe[B-]/[HB]ratioisgreaterthan10orlessthan,thebufferispoor.ThebufferhasaeffectiverangeofpH=pKa±

1.

5.Choosespecificacid-baseconjugatepairsofsuitableforpreparethefollowingbeffers（UseTable4-1forKaofacidorKbofbase）：

（a）pH≈；

（b）pH≈；

（c）[H3O+]≈×

10-9mol·

L-1；

Solution（a）HAcandAc-（b）

and

（c）

andNH3

6.Choosethefactorsthatdeterminethecapacityofabufferfromamongthefollowingandexplainyourchoices.

（a）Conjugateacid-basepair（b）pHofthebuffer（c）Bufferranger

（d）Concentrationofbuffer-componentreservoirs

（e）Buffer-componentratio（f）pKaoftheacidcomponent

SolutionChoose（d）and（e）.Buffercapacitydependsonboththeconcentrationofthereservoirsandthebuffer-componentratio.Themoreconcentratedthecomponentsofabuffer,thegreaterthebuffercapacity.Whenthecomponentratioisclosetoone,abufferismosteffective.

7.WouldthepHincreaseordecrease,andwoulditdosotoalargerorsmallextent,ineachofthefollowingcases:

（a）Add5dropsofmol·

L-1NaOHto100mLofmol·

L-1acetatebuffer

（b）Add5dropsofmol·

L-1HClto100mLofmol·

（c）Add5dropsofmol·

L-1HCl

（d）Add5dropsofmol·

L-1NaOHtodistilledwater

Solution（a）ThepHincreasestoasmallextent;

（b）ThepHdecreasestoasmallextent;

（c）ThepHincreasestoasmallextent;

（d）ThepHincreasestoalargerextent.

8.Whichofthefollowingsolutionswillshowbufferproperties

（a）100mLofmol·

L-1NaC3H5O3+150mLofmol·

（b）100mLofmol·

L-1NaC3H5O3+50mLofmol·

L-1HCl

（c）100mLofmol·

L-1NaC3H5O3+50mLofmol·

L-1NaOH

（d）100mLofmol·

L-1C3H5O3H+50mLofmol·

Solution（b）and（d）

9.AchemistneedsapHbuffer.ShouldsheuseCH3NH2andHClorNH3andHCltoprepareitWhyWhatisthedisadvantageofchoosingtheotherbase

SolutionThepKaofCH3NH2·

HClis.ThepKaof

is.ThepKaoftheformerismorecloseto.AbufferismoreeffectivewhenthepHisclosetopKa.SheshouldchooseCH3NH2.Theotherisnotagoodchoice.

10.Anartificialfruitcontains11.0goftartaricacidH2C4H4O6，and20.0gitssalt，potassiumhydrogentartrate，perliter.WhatisthepHofthebeverageKa1=×

10-3

Solution

11.Whatarethe[H3O+]andthepHofabenzoatebufferthatconsistsofmol·

L-1C6H5COOHandmol·

L-1C6H5COONaKaofbenzoicacid=×

10-5。

[H+]=×

10-5mol·

12.Whatmassofsodiumacetate（NaC2H3O2·

3H2O,Mr=136.1g·

mol-1）andwhatvolumeofconcentratedaceticacid·

L-1）shouldbeusedtoprepare500mLofabuffersolutionatpH=thatismol·

L-1overall

Solutionc（CH3COO-）+c（CH3COOH）=mol·

n（CH3COO-）+n（CH3COOH）=mol·

500mL×

10-3L·

mL-1=mol

n（CH3COOH）=mol,n（CH3COO-）=mol

Massofsodiumacetate=mol×

136.1g·

mol-1=6.53g

13.NormalarterialbloodhasanaveragepHof.Phosphateionsformoneofthekeybufferingsystemsintheblood.Findthebuffer-componentratioofaKH2PO4/Na2HPO4solutionwiththispHpKa2ˊof