题目:
某一元弱酸和其共轭碱形成的缓冲液(总浓度为0.40mol/L)的最大缓冲容量为()
(南开大学)
A.0.B.2.30
C.0.10D.0.23
解析
缓冲容量:1L溶液中加入强酸(强碱)的物质的量与溶液的pH值变化量的比值。(用β表示)
计算公式:
对于一元弱酸和其弱碱形成的缓冲液而言,通常这类溶液的酸度和碱度都不会特别强,可以用简化的计算公式:
也可以表达成下面这个式子:
高中数学曾经学过均值不等式,ab≤(a+b)2/4当且仅当a=b时,ab可以取得最大值(a+b)2/4同理,在这个式子中,c=[HA]+[A-],c的数值是固定的,在这种情况下当且仅当δ0=δ1时,即时,β可以取得最大值在这种情况下[HA]=[A-]又因为c=[HA]+[A-]可得[HA]=[A-]=c/2化简可得β(max)=2.30/4xc=0.c本题中c=0.40mol/L
则β(max)=0.x4=2.30
拓展:当δ0=δ1时,同时还有:即[H+]=Ka即pH=pKa时,缓冲溶液的缓冲能力最大选择缓冲溶液的时候,要尽量选择pKa与缓冲pH接近的体系。缓冲溶液的缓冲范围:pKa±1答案:B
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