ph=2.4的邻苯二甲酸氢钾和盐酸的缓冲溶液（0.1mol/l）需要固体和液体各多少?急用

Question

ph=2.4的邻苯二甲酸氢钾和盐酸的缓冲溶液（0.1mol/l）需要固体和液体各多少?急用

Answer 1

邻苯二甲酸的PKa1=2.95
邻苯二甲酸氢钾和盐酸反应会生成邻苯二甲酸,所以缓冲液是由邻苯二甲酸与邻苯二甲酸氢钾（这是酸及其共轭碱）组成的(盐酸的量小于邻苯二甲酸氢钾,否则无邻苯二甲酸氢钾剩余),其PH的计算如下：
PH=PKa1+lg([邻苯二甲酸氢钾]/[邻苯二甲酸]),
代入数值 2.4=2.95+lg([邻苯二甲酸氢钾]/[邻苯二甲酸]),得二者浓度比
[邻苯二甲酸氢钾]/[邻苯二甲酸]=0.28
假设配制1L缓冲液,设取0.1mol/l的邻苯二甲酸氢钾xmL(邻苯二甲酸氢钾的量为0.1x/1000=0.0001x),则取0.1mol/l盐酸(1000-x)mL(HCl的量为0.1*(1000-x)/1000=0.1-0.0001x)
由于邻苯二甲酸氢钾过量,所以0.0001x>0.1-0.0001x）（x>500）,反应按盐酸的量进行.
C8H5O4K + HCl = C8H6O4 + KCl
0.1-0.0001x 0.1-0.0001x 0.1-0.0001x
则生成邻苯二甲酸的量：0.1-0.0001x,剩余邻苯二甲酸氢钾的量:0.1-(0.1-0.0001x)=0.0001x
由于在同一溶液中,体积相同,所以二者浓度比
[邻苯二甲酸氢钾]/[邻苯二甲酸]=0.0001x/(0.1-0.0001x)=0.28,解得x=996.4mL,即需加入邻苯二甲酸氢钾溶液996.4mL,而需加入的盐酸为1000-696.4=3.6mL
当然若需配制溶液的体积不是1L,按照二者体积比配制即可.