当前课程知识点：大学化学 > 第九章 酸碱平衡与沉淀溶解平衡 > 9.1 酸碱平衡—缓冲溶液（二） > Video
同学们好
这一节啊我们继续
酸碱平衡当中的
缓冲溶液的学习
因为在上节当中
跟大家一起讨论了
缓冲现象和缓冲原理
也和大家一起讨论了
HAc和NaAc体系当中
当强酸和强碱加入以后
pH值
会发生什么样的相应变化
那么同学们一定很好奇
缓冲作用是缓冲溶液的
一个特殊的属性
那么由什么样的物质组成的
这样一个体系
才会具有缓冲作用呢
那么这里呢
我们就跟大家一起分享
缓冲溶液的构成
一般来讲
如果要具有缓冲作用
构成这样的一个体系呢
需要由弱酸或弱酸的盐
来共同组成
刚才的HAc与NaAc
就是这样一个典型的例子
那么同样呢
弱碱和弱碱的盐
也是构成缓冲溶液的
重要的体系
此外
某一些多元酸的正盐
与酸式盐
也可以构成类似于
弱酸与弱酸盐
弱碱与弱碱盐的缓冲体系
还有某些多元的
强酸的酸式盐
和次级的酸式盐
也是构成缓冲溶液的有效组分
在这里
为了突出的表现
具有缓冲特性的
这样一些体系
在构成缓冲溶液的时候
它们彼此之间的相互关系
我们需要引进一个新的概念
叫共轭缓冲对
什么叫共轭缓冲对呢
它通常是指由弱酸或弱碱
及其相应的盐
所构成的
能够起到缓冲作用的
这样一些组成体系
那么共轭缓冲对有很多
典型的像我们刚才所讨论的
HAc与NaAc
这是典型的弱酸与弱酸盐
还有NH3·H2O和NH4Cl组成的
也是一个典型的
共轭缓冲对
同时NaHCO3和Na2CO3
构成的缓冲对
更是我们一个最常见的缓冲对
谈到人体健康
同学们是否了解
人的血液当中的pH值
应该是多少呢
研究发现
一般会在
7.36~7.44
这样一个数量级
当然
不同的资料当中
报道或许上下些许有些偏差
但是
人的血液和体液当中的
碱性成分
是维持身体健康的
一个重要的观点
已经被大家所广泛的接受
那么构成血液当中的缓冲对
就有H2CO3与NaHCO3
此外呢
还会有相应的NaH2PO4
和Na2HPO4
这两个缓冲对
是构成我们血液当中的
缓冲作用的
重要的物质基础
如果这两个缓冲对
失去了平衡
那么人的血液呢
就会产生pH值的
较大范围的变化
尤其是当pH值处在酸性的
这样的一个方向变化的时候
会给人们带来
许多身体的不适
甚至会产生相应的重大疾病
因此同学们
在日常生活当中
从饮食上和生活习惯上
应该尽可能的保持
身体体液的碱性的属性
比如说
注意饮食的合理的搭配
注意劳逸结合
注意工作、学习和生活的
有机配合
这时候身体就处在一种
健康正常的运行环境
两个相应的缓冲共轭对呢
就可以正常的工作
为我们的身体健康服务
当然
也有研究表明
如果从我们的食物调理上
多摄入一些带有碱性属性的
蔬菜或者是水果
比如说像芹菜、花椰菜
这些带有异味的一些蔬菜
或许对于我们调节身体
体液的pH值呢
会有好处
有关这方面的知识
同学们在课后
还可以从其它方面
多多的关注
在前述的讨论当中
我们跟大家通过
pH值的计算
了解了
一元弱酸和相应的盐组成的
共轭缓冲对
它的pH值的变化规律
那么有没有办法
使我们能够
对于更广泛的体系
用最简单的办法
来了解其pH值的变化规律呢
二十世纪初
美国生理学家亨德逊
和丹麦化学家海赛尔鲍克
先后提出了计算
缓冲溶液pH值的数学方程
那么简称呢
叫H&H方程
也有的书上叫亨-哈方程
为了更好的了解
通过H&H方程来计算
缓冲溶液的pH值的方法
我们首先从一元弱酸
及其相应的盐组成的
缓冲对当中
来寻找pH值的变化规律
H&H方程告诉我们
对于由一元弱酸及其盐组成的
缓冲溶液的pH值计算
我们需要了解
一元弱酸与相应的盐的
浓度的比值
在这个过程当中
我们重要的需要掌握
一个是一元弱酸的
标准解离平衡常数的
对数的相反数
也就是pKa⊖
同时我们需要了解
弱酸的初始浓度
和弱酸盐的初始浓度的
比值的对数
pKa⊖与
一元弱酸的盐的浓度
与酸的的浓度的比值的
对数的加和
就代表了我们由
一元弱酸及其盐组成的
缓冲溶液体系当中的
pH值的精确值
那么这样一个方程
它是怎么来的呢
我们从一元弱酸
及其相应的盐
所构成的缓冲体系当中的
解离平衡来一 一的解析
H&H方程的推导过程
首先
在初始状态
我们的弱酸的浓度
和相应盐的浓度是已知的
如果我们假设
达到平衡时
弱酸它的解离量呢是x
这时候解离的浓度
恰恰就等于我们
H3O+的浓度
而相应的
我们的酸根的浓度呢
要增加一个
和H3O+的浓度
相当的浓度的增加量
我们把以上的数值代入
针对标准解离平衡方程的
平衡常数的表达式
我们会得到
相应的一元弱酸
在这样的一个
平衡体系当中的
标准解离平衡常数
它的变化呢
就和我们H3O+的浓度
与弱酸根的浓度
还有我们的弱酸的平衡浓度
直接相关
在这个式子当中
我们最关心的
实际上就是H3O+的
浓度的变化
和前叙我们讨论
HAc和NaAc的
缓冲体系当中的
pH值变化规律一样
我们通过把H3O+浓度
与标准解离平衡常数
它们的位置互换
我们就会得到这样的一个
变化后的方程式
这个方程式
和我们前叙讨论的结果
如出一辙
那么进一步的简化
我们代入在平衡状态下
相应的弱酸的浓度
和弱酸根的浓度
我们就可以精确地来计算
在达到平衡时
在这样一个体系当中
弱酸它的相应的浓度的变化
和弱酸的盐
相应的浓度的变化
那么进一步分析我们发现
由于同离子效应
通常在由一元弱酸
和其盐组成的体系当中
弱酸的解离度会相应的降低
这时候达到平衡时候呢
x值呢 就会是很小的
那么结合前面的讨论
我们就不难发现
达到平衡时
弱酸的浓度几乎和
初始的浓度是相当的
而我们的弱酸根
它的浓度呢
也就是由盐解离出来的
这样一个弱酸根的浓度呢
也基本上
不会发生很大的变化
可以把这两个结果
代入刚才的
解离平衡方程当中
我们就会发现
刚才的结果就会变成
相应的这样一种结果
而这种结果
如果我们在两边
同时取负的对数的话
我们的方程就会变成
一个新的对数方程
而由前面的数学取值规则
已经告诉我们
对于H3O+浓度
与标准摩尔浓度的比值
取负的对数
就是我们期待的pH值
而我们把相应的
一元弱酸的
标准解离平衡常数
取负的对数呢
就变成了pKa⊖
这时候
同学们就发现
我们刚才看到的H&H方程
与我们现在得到的对数方程
是处在完全相同的
这样一个状态下
所以我们就有了H&H方程
针对一元弱酸的解离
和一元弱酸的盐的解离
所形成的这样一个
缓冲体系当中的pH值的
精确的计算结果
同样
我们可以把
由弱碱及其盐
组成的缓冲体系当中的
pH值的变化
用OH-的浓度
与标准摩尔浓度的比值
来进行相应的
数学的处理
与前边H3O+的浓度变化
有差别的是
在这里
方程当中出现了
一元弱碱的
标准解离平衡常数
而我们的弱碱的
标准解离平衡常数呢
与相应的碱的初始浓度
以及相应的碱的盐的
初始浓度的比值的乘积呢
是这个方程当中的
重要的参量
按照前述
我们取“-lg”的这样一个
数学的处理方法
我们把这个方程
同样可以变换成
在由一元弱碱及其盐
所组合的体系当中的
pOH值的变化规律
同时
同学们已经了解了
对于水溶液体系来讲
当温度一定时
溶液体系当中的pH和pOH
它们的加和会等于一定值
比如 在室温下
pH与pOH的加和呢
就会等于14
所以利用这样的数学关系呢
我们就可以通过
对于pOH值的数学计算
而获得体系当中的
pH值的变化规律
总结以上的分析过程
同学们就不难了解
通过H&H方程的应用呢
我们可以很方便的找到
由一元弱酸及其盐
和一元弱碱及其盐
所组成的
缓冲对体系的
pH值的变化规律
有关H&H方程的内容呢
同学们课后还可以通过
我们给大家提供的练习
和参考书当中的例题呢
加以熟悉和训练
有关缓冲溶液
如何配制的方法
我们将在下一节当中
依据H&H方程的变化规律
给大家做相应的示范
这一节我们就讨论到这
-1.1 不一样的大学化学
--Video
-1.2 化学体系的建立
--Video
-1.3 应该了解的化学
--Video
-1.4 课程学习的必要准备
--Video
-第一章 绪论--第一章 习题
-2.1 物质的聚集状态—物质的相与相变
--Video
-2.1 物质的聚集状态—气体—理想气体与实际气体
--Video
-2.1 物质的聚集状态—气体—实际气体的状态方程
--Video
-2.1 物质的聚集状态—液体
--Video
-2.1 物质的聚集状态—固体—单晶多晶与非晶结构；晶体的宏观性质
--Video
-2.1 物质的聚集状态—固体—晶体的对称性
--Video
-2.1 物质的聚集状态—等离子体
--Video
-2.1 物质的聚集状态—液晶
--Video
-2.1 物质的聚集状态—等离子、液晶与平板显示技术
--Video
-2.2 溶液的性质—溶液的特点与分类
--Video
-2.2 溶液的性质—气体、液体和固体的溶解
--Video
-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性—饱和蒸气压降低
--Video
-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性—稀溶液的沸点升高
--Video
-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性—溶液的凝固点降低
--Video
-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性— 溶液的渗透压
--Video
-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性—反渗透现象
--Video
-第二章 物质的聚集状态与溶液的性质--第二章习题
-3.1原子核外电子运动的描述-原子结构理论的发展
--Video
-3.1原子核外电子运动的描述-核外单电子运动的量子化模型
--Video
-3.1原子核外电子运动的描述-电子运动的特点
--Video
-3.2电子运动的波函数与原子轨道- 电子运动的波函数与原子轨道
--Video
-3.2电子运动的波函数与原子轨道-量子数的取值与原子轨道
--Video
-3.2电子运动的波函数与原子轨道-自旋量子数的取值原则
--Video
-3.3核外电子排布-多电子原子核外电子运动的描述
--Video
-3.3核外电子排布-基态原子核外电子的排布
--Video
-3.4元素周期律-元素周期律与元素周期表
--Video
-3.4 元素周期律-元素性质的周期性
--Video
-3.4元素周期律-电子结构与元素性质
--Video
-第三章 原子结构与元素周期律--第三章 小论文
-第三章 原子结构与元素周期律--第三章 习题
-4.1 离子键理论—离子键理论
--Video
-4.1 离子键理论—离子键价键构型
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-4.1 离子键理论—离子半径与离子晶体的结构
--Video
-4.2 共价键理论—经典路易斯理论
--Video
-4.2 共价键理论—现代价键理论
--Video
-4.2 共价键理论—共价键的性质
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-4.3 杂化轨道理论—杂化轨道的理论要点
--Video
-4.3 杂化轨道理论—杂化轨道类型（一）
--Video
-4.3 杂化轨道理论—杂化轨道类型（二）
--Video
-4.3 杂化轨道理论—不等性杂化轨道理论
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-4.4 价层电子对互斥理论（VSEPR）I
--Video
-4.4 价层电子对互斥理论（VSEPR）II
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-4.5 分子轨道理论-分子轨道的建立
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-4.5 分子轨道理论-分子轨道能级图
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-4.5 分子轨道理论-异核双原子分子和离子
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-4.6 分子间作用力-分子的极性
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-4.6 分子间作用力-分子间作用力
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-4.7 氢键
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-第四章 分子结构与化学键理论--第四章 小论文
-第四章 分子结构与化学键理论--第四章 习题
-5.1 配合物的基本特征-配合物的形成
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-5.1 配合物的基本特征-配合物的命名规则
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-5.2 配合物的化学键理论-配位学说
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-5.2 配合物的化学键理论-配合物价键理论
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-5.2 配合物的化学键理论-晶体场理论
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-5.3 配合物化学键理论的应用-配合物的几何异构现象
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-5.3 配合物化学键理论的应用晶体场理论的应用（一）
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-5.3 配合物化学键理论的应用晶体场理论的应用（二）
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-第五章 配位化学概论--第五章 习题
-6.1化学反应中的能量变化-化学热力学基本概念(一)
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-6.1化学反应中的能量变化-化学热力学基本概念(二)
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-6.1化学反应中的能量变化-热力学第一定律
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-6.1化学反应中的能量变化-恒温与恒压热效应(一)
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-6.1化学反应中的能量变化-恒温与恒压热效应(二)
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-6.1化学反应中的能量变化-反应进度
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-6.1化学反应中的能量变化-热化学方程式与盖斯定律(一)
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-6.1化学反应中的能量变化-热化学方程式与盖斯定律(二)
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-6.1化学反应中的能量变化-标准摩尔反应热的计算(一)
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-6.1化学反应中的能量变化-标准摩尔反应热的计算(二)
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-6.2 化学平衡-可逆反应与平衡常数
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-6.2 化学平衡-化学平衡的规则
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-第六章 化学反应中的能量变化与化学平衡--第六章 习题
-7.1 自发过程与自发反应（一）
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-7.1 自发过程与自发反应（二）
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-7.2 熵与热力学第二定律—熵
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-7.2 熵与热力学第二定律—熵与Entropy
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-7.2 熵与热力学第二定律—热力学第二定律
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-7.3 热力学第三定律与与孤立系统熵判据—热力学第三定律
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-7.3 热力学第三定律与与孤立系统熵判据—孤立系统熵判据
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-7.4 吉布斯自由能判据-吉布斯自由能（一）
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-7.4 吉布斯自由能判据-吉布斯自由能（二）
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-7.4 吉布斯自由能的判据—标准吉布斯自由能的计算
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-7.4 吉布斯自由能的判据—反应方向的标准吉布斯自由能判据
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-7.4 吉布斯自由能的判据—非标准状态下自发反应方向性的判据
--Video
-7.4 吉布斯自由能判据—吉布斯-亥姆霍兹方程
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-7.5 化学反应方向的影响因素—勒夏特列原理与化学反应的方向（一）
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-7.5 化学反应方向的影响因素—勒夏特列原理与化学反应的方向（二）
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-7.5 化学反应方向的影响因素—温度、压力对化学反应方向的影响实例（一）
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-7.5 化学反应方向的影响因素—温度、压力对化学反应方向的影响实例（二）
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-第七章 化学反应的方向--第七章 小论文
-第七章 化学反应的方向--第七章 习题
-8.1 化学反应速率-化学反应的方向与反应速率
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-8.1 化学反应速率-化学反应速率的表示方式
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应的速率方程的建立（一）
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应的速率方程的建立（二）
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应级数与速率方程
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应级数与速率方程-一级反应速率方程
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应级数与速率方程-二级反应速率方程
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-温度对化学反应速率的影响
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-碰撞理论（一）
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-碰撞理论（二）
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-过渡态理论（一）
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-过渡态理论（二）
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-8.4 催化剂对化学反应速率的影响
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-第八章 化学动力学基础--第八章 习题
-9.1 酸碱平衡—酸碱定义（一）
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-9.1 酸碱平衡—酸碱定义（二）
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-9.1 酸碱平衡—水的解离平衡
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-9.1酸碱平衡—弱酸、弱碱的解离平衡（一）
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-9.1酸碱平衡—弱酸、弱碱的解离平衡（二）
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-9.1酸碱平衡—弱酸、弱碱的解离平衡（三）
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-9.1 酸碱平衡—同离子效应
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-9.1 酸碱平衡—缓冲溶液（一）
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-9.1 酸碱平衡—缓冲溶液（二）
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-9.1 酸碱平衡—缓冲溶液（三）
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-9.2 配位平衡—配合物的解离平衡
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-9.2 配位平衡—配合物解离平衡的移动
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-9.3 沉淀溶解平衡—溶度积常数
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-9.3 沉淀溶解平衡—溶度积规则（一）
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-9.3 沉淀溶解平衡—溶度积规则（二）
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-第九章 酸碱平衡与沉淀溶解平衡--第九章 习题
-10.1 氧化还原反应方程式配平
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-10.2 原电池与电极电势—原电池
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-10.2 原电池与电极电势—电极电势（一）
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-10.2 原电池与电极电势—电极电势（二）
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-10.3 影响电极电势的因数—能斯特方程—浓度或分压对电池电动势的影响（一）
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-10.3 影响电极电势的因数—能斯特方程—浓度或分压对电池电动势的影响（二）
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-10.3 影响电极电势的因数—能斯特方程—浓度或分压对电极电势的影响
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-10.4 电极电势的应用—判断氧化还原反应的方向性
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-10.4 电极电势的应用—判断元素的氧化还原能力
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-10.4 电极电势的应用—判断氧化还原反应进行的程度
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-10.4 电极电势的应用—元素电势图及其应用（一）
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-10.4 电极电势的应用—元素电势图及其应用（二）
--Video
-10.4 电极电势的应用—金属的电化学腐蚀与防护
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-第十章 氧化还原反应与电化学基础--第十章 小论文
-第十章 氧化还原反应与电化学基础--第十章 习题
-无机元素化学-s区元素
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-无机元素化学-p区元素
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-无机元素化学-过渡元素
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-生命化学概论-生命有机化合物官能团
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-生命化学概论-生命元素-碳
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-生命化学概论-生命元素-氧
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-生命化学概论-蛋白质
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-生命化学概论-核酸
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-生命化学概论-糖
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-生命化学概论-金属酶与金属蛋白
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-生命化学概论-药物
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-第十一章 元素与生命化学概论--第十一章 习题
-纳米科学与化学-自然界中的纳米现象
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-纳米科学与化学-微观结构与仿生
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-纳米科学与化学-纳米结构的观察
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-纳米科学与化学-纳米结构与特殊浸润性
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-化学与材料-材料科学领域中的化学问题
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-化学与材料-正渗透与水处理技术
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-化学与材料-相变材料（一）
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-化学与材料-相变材料（二）
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-化学与材料-范德华力与二维材料
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-第十二章 化学与现代科学--第十二章 习题
-大学化学期末考试
