结构推理 为什么弱酸及其共轭碱所组成的混合溶液具有控制溶液pH值的能力?如果我们希望把溶液控制在强酸性(例如 pH≤2)或强碱性(例如 pH≥12),分别应该怎么办?
【正确答案】弱酸及其共轭碱所组成的混合溶液是酸碱缓冲溶液,即能抵抗外来少量强酸强碱或加水稀释的影响,而保持自身的pH值不甚改变。 以HAc-NaAc缓冲溶液为例:在HAc-NaAc溶液中,[HAc]和[Ac-]均较大,且存在下列平衡: HAc + H2OH3O+ + Ac- 从上式可知:当缓冲溶液和溶液的温度一定时,就一定,此时[H3O+]仅由比值 [HAc]/[Ac-]决定,即溶液的pH值仅由[HAc]/[Ac-]决定。当向溶液中加入少量强酸时,上式平衡向左移动,虽然使体系中[Ac-] 略减小, [HAc] 略增大,但由于原溶液中 [HAc]和[Ac-]均较大,所以,比值[HAc]/[Ac-] 基本不变,即溶液的pH值基本不变。当向溶液中加入少量强碱时,上式平衡向右移动,虽然使体系中[Ac-]略增大,[HAc] 略减小,但由于原溶液中[HAc]和[Ac-]均较大,比值[HAc]/[Ac-] 也基本不变,即溶液的pH值也基本不变。同样,当加水稀释时,虽然HAc的离解度增大,但由于原溶液中[HAc]和[Ac-]均较大,仍然使得比值 [HAc]/[Ac-] 基本不变,即溶液的pH值基本不变。 高浓度的强酸强碱溶液也具有缓冲作用。所以,如果我们希望把溶液控制在强酸性(例如 pH≤2)或强碱性(例如 pH≥12),可分别采用HNO3 溶液和NaOH 溶液为缓冲溶液。
【答案解析】