有2.00l的0.5mol/l氨水和2.00l的0.5mol/lhcl溶液,若配制ph为9的缓冲液,不允许再加水,最多能配置多少升缓冲溶液?其中NH3和NH4+浓度各为多少

Question

有2.00l的0.5mol/l氨水和2.00l的0.5mol/lhcl溶液,若配制ph为9的缓冲
液,不允许再加水,最多能配置多少升缓冲溶液?其中NH3和NH4+浓度各为多少

Answer 1

氨水pKb=4.75,则铵根离子的pKa=9.25,缓冲溶液pH=pKa-lg([NH4+]/[NH3`H2O]),因此可知要使缓冲溶液pH值等于9,[NH4+]/[NH3`H2O]=10^0.25=1.778,设应往2L氨水中加入aLHCl,则由于氢离子和氢氧根离子浓度都很低可以忽略,铵根离子浓度近似为0.5a/(2+a)mol/L,一水合氨浓度近似为(1-0.5a)/(2+a)mol/L,因此有[0.5a/(2+a)]/[(1-0.5a)/(2+a)]=1.778,解得a=1.28,因此最多能配制3.28L缓冲溶液,溶液中一水合氨浓度为(1-0.5a)/(2+a)=0.11mol/L,铵根离子浓度为0.5a/(2+a)=0.20mol/L