电解质溶液和缓冲溶液

实验六　电解质溶液和缓冲溶液

一、实验目的

1．熟悉强电解质和弱电解质的区别。

2．掌握酸碱指示剂及pH试纸测定溶液酸碱度的方法。

3．了解离子反应发生的条件。

4．熟悉不同类型盐类水溶液的酸碱性。

5．熟悉缓冲溶液的配制方法。

二、实验原理

1．强电解质和弱电解质

强电解质在水溶液中完全电离，以离子形式存在;弱电解质在水溶液中部分电离，以离子和分子形式存在。

2．离子反应发生的条件

生成沉淀、气体和难电离的物质，具备三个条件之一即能发生离子反应。

3．盐类水解

在溶液中，强碱弱酸盐、强酸弱碱盐或弱酸弱碱盐电离出来的离子与水电离出来的H+或OH－生成弱电解质的过程叫做盐类水解。

4．缓冲溶液

缓冲溶液是指不因稀释或加入少量强酸或强碱而使其pH值有明显改变的溶液。缓冲溶液可以由弱酸及其共轭碱或弱碱及其共轭酸组成。

缓冲溶液的pH值计算公式:pH=pK_a+lg［B^－］/［HB］

根据公式，可配制一定pH值的缓冲溶液，也可以计算一定浓度和体积的共轭酸及其共轭碱配成的缓冲溶液的pH值。

由于缓冲溶液中有抗酸抗碱成分，故加入少量的强酸、强碱，其pH值几乎不变，但所有缓冲溶液的缓冲能力都有一定的限度，即各具有一定的缓冲容量，如果加入强酸或强碱的量超过了缓冲溶液的缓冲能力，则缓冲溶液将失去缓冲作用。

三、仪器和药品

1．仪器:试管、试管架、移液管（5ml、10ml）、玻璃棒、点滴板。

2．药品:1mol/L HCl、1mol/L HAc、1mol/L NaOH、1mol/L NaAc、1mol/L NaCl、0．5mol/L AgNO₃、3mol/L H₂SO₄、3mol/L Na₂SO₄、0．1mol/L BaCl₂、0．1mol/L Na₂CO₃、1mol/L NH₃·H₂O、1mol/L FeCl₃、大理石、广泛pH试纸、红、蓝石蕊试纸。

四、实验内容

1．强电解质和弱电解质

取2支试管，分别加入1mol/L HCl和1mol/L HAc各1ml，然后各加入大小相同的大理石，观察并记录现象，解释原因。

用干净的玻璃棒分别蘸取1mol/L HCl和1mol/L HAc，滴在pH试纸上，测定并记录溶液的pH值。解释原因。

2．离子反应

（1）取2支试管，分别加入1mol/L NaCl和1mol/L HCl各2ml，再加入0．5mol/L AgNO₃数滴，观察并记录现象，解释原因，写出离子反应方程式。

（2）取2支试管，分别加入3mol/L H₂SO₄和3mol/L Na₂SO₄各2ml，再分别加入0．1mol/L BaCl₂2滴，观察并记录现象，解释原因，写出离子反应方程式。

（3）在1支试管中加入0．1mol/L Na₂CO₃2ml，滴加1mol/L HCl数滴（不要振荡），观察并记录现象，解释原因，写出离子反应方程式。

3．盐类水解

在白色点滴板的凹穴内，分别放入红、蓝石蕊试纸和pH试纸各3条，然后分别滴入1mol/L NaCl、1mol/L Na₂CO₃、1mol/L FeCl₃各1滴，用pH试纸测定溶液pH值，用红、蓝石蕊试纸测定溶液酸碱性，观察并记录现象，解释原因，将结果填入表6－1。

表6－1　盐类酸碱性

4．缓冲溶液的配制和性质

（1）HAc－NaAc缓冲溶液的配制:依据表6－2中数据配制不同浓度比的缓冲溶液。

表6－2　HAc－NaAc缓冲溶液pH值

续表6－2

（2）缓冲溶液的抗酸抗碱作用:依据下表做实验，将上述1号试管的缓冲溶液平均分装在1号，1'号两支试管，同样2号和3号试管中的缓冲溶液平均分装在2号，2'号和3号，3'号试管，用pH试纸测定溶液的pH，记录数据（表6－3），解释原因。

表6－3　缓冲溶液的抗酸抗碱作用

五、实验讨论

1．通过实验，归纳缓冲溶液有哪些性质?

2．缓冲溶液的pH值由哪些因素决定?

［注意事项］

1．缓冲溶液的配制要注意精确度。

2．了解pH计的正确使用方法，注意电极的保护。