2021-4-21大学化学无机原理（8）缓冲溶液及pH值的计算，溶度积规则。

一：缓冲溶液

1：同离子效应：
在一个弱电解质（弱酸或者弱碱）的平衡体系里面加入与弱电解质具有相同离子的强电解质，可以降低弱电解质的电离程度。

也即：
在弱酸溶液中加入该酸的共轭碱，或在弱碱的溶液中加入该碱的共轭酸时，可使这些弱酸或弱碱的解离度降低。

因为加入了具有相同离子的强电解质，造成了平衡左移，导致了弱电解质溶解度下降。

比如：

醋酸是弱电解质，醋酸钠是强电解质两者含有共同的元素醋酸根。当二者共同存在于溶液中时，醋酸的溶解度降低，此时就会使溶液的pH值基本保持不变。

2：
缓冲溶液：
能抵抗外加适量的强酸，强碱或稍加水稀释而溶液的pH值基本保持不变的溶液，称为缓冲溶液

组成：弱酸，强碱弱酸盐（弱碱，强酸弱碱盐）共轭酸碱对的混合溶液。

3：缓冲溶液的作用原理：

当溶液中存在这对缓冲物质时，
如果向溶液中增加酸，分解的氢离子会和醋酸根反应生成醋酸以维持溶液的pH值。

如果向溶液中增加碱，分解的氢氧根离子会和氢离子反应生成水，此时根据平衡移动原理，右边浓度减少，反应正向移动，所以醋酸会继续分解产生氢离子以维持pH值。

可以把醋酸钠当做抗酸成分，把醋酸当做抗碱成分。

再比如：
人体内部的缓冲对

当体内生成过多的氢离子时，会和碳酸氢根反应生成水和二氧化碳，溶解的二氧化碳转变为气相的二氧化碳，通过肺部排出。

当体内生成过多的氢氧根离子时，会和氢离子反应，根据反应平衡原理，化学反应正向移动，来抑制pH的升高，多出来碳酸氢根离子会通过肾脏排出。

4：缓冲溶液pH值的计算


此处为近似计算0.1,对50的的变化忽略不计，可用原溶液浓度。
在某一温度下，pk^θ是定值，代入公式即可。

5:缓冲容量
缓冲容量的大小决定于溶液中共轭酸碱对的浓度，及其比值。
当二者为1：1时缓冲容量最大。
二者的比值范围在1/10到10内

分别把10和1/10代入计算pH的公式可得pH值的范围为pk^θ±1
也就是：

当二者比例为1:1时，计算pH值得公式就变为
pH=pK^θ

国际上几种标准缓冲溶液：

第一题：
甲基橙的变色范围是pH值为3.1-4.4。溶液的pH<3.1时，呈酸性，甲基橙具红色；当pH>4.4时，甲基橙具黄色；而在pH3.1~4.4，则出现红黄的混合色橙色。
第二题代入公式计算：取pk^θ最接近与pH值得数
第三题：代入公式，利用共轭酸碱的比值范围得出大致的范围

二：溶度积规则
1：溶度积常数
一定温度下溶度积常数一定
随温度升高而升高。
通式为：

已知溶度积常数是一种平衡常数，我们也可以通过热力学参数来计算。
如：

2：溶解度（s）与溶度积（k）之间的相互换算
溶解度：溶液中溶质的质量与溶液体积的比

第一步求得是浓度。
(2):溶度积常数换算溶解度
溶解度的单位可以是克每升，也可以是摩尔每升

同类型的难溶电解质是指化学式中阴阳离子组成相似，如AB型、A2B型、AB2型等。例如BaCO3、BaSO3、BaSO4就属于同类型的难溶电解质

3：溶度积原理：
用于判断反应方向是沉淀还是溶解

溶解为正方向，沉淀为反方向。

这里与反应平衡移动是可以类比过来的。

在反应平衡常数我们引入了任意状态的反应常数 Q
同样的我们在这里也引入任意反应状态的离子积常数Qi

同样的，k值越大，说明正向反应越强烈。
Q>K 溶质析出
Q=K 饱和
Q

4：沉淀溶解平衡的移动
除了化学反应，影响溶解度的因素有同离子效应和盐效应。

在之前已经介绍了同离子效应，加入含相同离子易溶强电解质可以降低弱电解质的溶解度。

盐效应：在难溶电解质溶液中，加入没有相同离子的易溶电解质使得难溶电解质的溶解度增大。

相同点：都是加入易溶电解质
不同点：一个溶解度增加，一个溶解度减小。

产生盐效应原因：
加入不含相同离子的易溶电解质以后溶液中粒子数目增多，原难溶电解质的离子有效浓度降低，反应平衡往正方向移动，溶解度增大。

第一题：溶度积常数只与温度有关
第二题：