實驗九
緩衝溶液
實驗結果與問題討論
系別班級/生科 1A 組別/第 14 組
組員/何止喬 0023B006 張珮筠 0023B022
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一、實驗記錄及結果
1. 記錄並計算一滴 HCl 或 NaOH 溶液之平均體積。
滴數 體積(mL) 平均體積(mL/滴)
1M HCl 18 1 1/18≒0.056
1M NaOH 16 1 1/16≒0.0625
2. 記錄(a)~(j)溶液每次滴加酸或鹼之 pH 值。
補充說明：
實測 pH 值：溶液加酸或鹼的 pH。
修正 pH 值：因為相容溶液有 2 杯，準備加酸的初始 pH 與準備加鹼 的初始 pH 有些許不同，故以加酸為標準，將加鹼的曲線平移到 0 滴 時與加酸的曲線 0 滴的 pH 相等。
3
(a)0.05M 醋酸/醋酸鈉 (b)0.027M 醋酸/醋酸鈉
1M HCl 實測 pH 值 修正 pH 值 1M HCl 實測 pH 值 修正 pH 值
5 drop/- 4.49 4.49 5 drop/- 4.23 4.23
4 drop/- 4.56 4.56 4 drop/- 4.39 4.39
3 drop/- 4.60 4.60 3 drop/- 4.47 4.47
2 drop/- 4.64 4.64 2 drop/- 4.59 4.59
1 drop/- 4.70 4.70 1 drop/- 4.68 4.68
0 drop/- 4.73 4.73 0 drop/- 4.77 4.77
1M NaOH 實測 pH 值 修正 pH 值 1M NaOH 實測 pH 值 修正 pH 值
0 drop/+ 4.78 4.73 0 drop/+ 4.72 4.77
1 drop/+ 4.86 4.81 1 drop/+ 4.74 4.79
2 drop/+ 4.92 4.87 2 drop/+ 4.89 4.94
3 drop/+ 4.94 4.89 3 drop/+ 4.95 5.00
4 drop/+ 4.98 4.93 4 drop/+ 5.05 5.10
5 drop/+ 5.05 5.00 5 drop/+ 5.12 5.17
4
(c)0.017M 醋酸/醋酸鈉 (d)0.05M 醋酸
1M HCl 實測 pH 值 修正 pH 值 1M HCl 實測 pH 值 修正 pH 值
5 drop/- 3.87 3.87 5 drop/- 2.37 2.37
4 drop/- 4.08 4.08 4 drop/- 2.48 2.48
3 drop/- 4.31 4.31 3 drop/- 2.61 2.61
2 drop/- 4.42 4.42 2 drop/- 2.82 2.82
1 drop/- 4.58 4.58 1 drop/- 2.82 2.82
0 drop/- 4.76 4.76 0 drop/- 3.12 3.12
1M NaOH 實測 pH 值 修正 pH 值 1M NaOH 實測 pH 值 修正 pH 值
0 drop/+ 4.70 4.76 0 drop/+ 3.07 3.12
1 drop/+ 4.82 4.88 1 drop/+ 3.13 3.18
2 drop/+ 4.93 4.99 2 drop/+ 3.50 3.55
3 drop/+ 5.03 5.09 3 drop/+ 3.68 3.73
4 drop/+ 5.18 5.24 4 drop/+ 3.84 3.89
5 drop/+ 5.40 5.46 5 drop/+ 3.98 4.03
5
(e)0.05M 醋酸鈉 (f)蒸餾水
1M HCl 實測 pH 值 修正 pH 值 1M HCl 實測 pH 值 修正 pH 值
5 drop/- 5.48 5.48 5 drop/- 2.26 2.26
4 drop/- 5.63 5.63 4 drop/- 2.36 2.36
3 drop/- 5.77 5.77 3 drop/- 2.47 2.47
2 drop/- 5.93 5.93 2 drop/- 2.68 2.68
1 drop/- 6.24 6.24 1 drop/- 3.24 3.24
0 drop/- 7.12 7.12 0 drop/- 7.14 7.14
1M NaOH 實測 pH 值 修正 pH 值 1M NaOH 實測 pH 值 修正 pH 值
0 drop/+ 7.19 7.12 0 drop/+ 5.51 7.14
1 drop/+ 11.07 11.00 1 drop/+ 10.96 12.59 2 drop/+ 11.28 11.21 2 drop/+ 11.35 12.98 3 drop/+ 11.31 11.24 3 drop/+ 11.43 13.06 4 drop/+ 11.43 11.36 4 drop/+ 11.50 13.13 5 drop/+ 11.57 11.50 5 drop/+ 11.60 13.23
6
(g)0.05M 醋酸/醋酸鈉 HOAc/OAc−（1：5）
(h)0.05M 醋酸/醋酸鈉 HOAc/OAc−（1：2）
1M HCl 實測 pH 值 修正 pH 值 1M HCl 實測 pH 值 修正 pH 值
5 drop/- 5.05 5.05 5 drop/- 4.69 4.69
4 drop/- 5.11 5.11 4 drop/- 4.76 4.76
3 drop/- 5.17 5.17 3 drop/- 4.80 4.80
2 drop/- 5.24 5.24 2 drop/- 4.85 4.85
1 drop/- 5.33 5.33 1 drop/- 4.93 4.93
0 drop/- 5.39 5.39 0 drop/- 5.00 5.00
1M NaOH 實測 pH 值 修正 pH 值 1M NaOH 實測 pH 值 修正 pH 值
0 drop/+ 5.40 5.39 0 drop/+ 4.98 5.00
1 drop/+ 5.47 5.46 1 drop/+ 5.02 5.04
2 drop/+ 5.55 5.54 2 drop/+ 5.10 5.12
3 drop/+ 5.66 5.65 3 drop/+ 5.17 5.19
4 drop/+ 5.76 5.75 4 drop/+ 5.23 5.25
5 drop/+ 5.94 5.93 5 drop/+ 5.28 5.30
7
(i)0.05M 醋酸/醋酸鈉 HOAc/OAc−（2：1）
(j)0.05M 醋酸/醋酸鈉 HOAc/OAc−（5：1）
1M HCl 實測 pH 值 修正 pH 值 1M HCl 實測 pH 值 修正 pH 值
5 drop/- 4.08 4.08 5 drop/- 2.83 2.83
4 drop/- 4.14 4.14 4 drop/- 3.15 3.15
3 drop/- 4.21 4.21 3 drop/- 3.44 3.44
2 drop/- 4.27 4.27 2 drop/- 3.65 3.65
1 drop/- 4.33 4.33 1 drop/- 3.82 3.82
0 drop/- 4.38 4.38 0 drop/- 3.95 3.95
1M NaOH 實測 pH 值 修正 pH 值 1M NaOH 實測 pH 值 修正 pH 值
0 drop/+ 4.37 4.38 0 drop/+ 3.99 3.95
1 drop/+ 4.43 4.44 1 drop/+ 4.09 4.05
2 drop/+ 4.47 4.48 2 drop/+ 4.20 4.16
3 drop/+ 4.49 4.50 3 drop/+ 4.29 4.25
4 drop/+ 4.55 4.56 4 drop/+ 4.37 4.33
5 drop/+ 4.59 4.60 5 drop/+ 4.44 4.40
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二、實驗結果
(一)濃度與緩衝容量
1.以修正 pH 值為縱軸，未加酸鹼及加酸鹼的滴數共十一點為橫軸，
作(1) a、b、c 組溶液的 pH 值變化圖形；以及(2) a、d、e、f 組溶液的 pH 值變化圖形。
3.5 4 4.5 5 5.5
-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5
pH
HCl/NaOH滴數
abc組溶液之pH變化圖形
(a)0.05M醋酸/醋酸鈉 (b)0.027M醋酸/醋酸鈉 (c)0.017M醋酸/醋酸鈉
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5
pH
HCl/NaOH滴數
adef組溶液之pH變化圖形
(a)0.05M醋酸/醋酸鈉 (d)0.05M醋酸 (e)0.05M醋酸鈉 (f)蒸餾水
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2.取為加酸鹼及滴加 1 及 2 滴酸或鹼共五點，作(1) a、b、c 組溶液圖 形；以及(2) a、d、e、f 組溶液圖形。同時作最小方差直線，求出其 斜率(即ΔpH/1 滴酸)。
a 組斜率：0.057 d 組斜率：0.182 b 組斜率：0.081 e 組斜率：1.532 c 組斜率：0.144 f 組斜率：2.995
4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 5
-2 -1 0 1 2
pH
HCl/NaOH滴數
abc組溶液之五點作圖
(a)0.05M醋酸/醋酸鈉 (b)0.027M醋酸/醋酸鈉 (c)0.017M醋酸/醋酸鈉 (a) y = 0.057x + 4.75 (b) y = 0.081x + 4.754 (c) y = 0.144x + 4.726
2.5 3.5 4.5 5.5 6.5 7.5 8.5 9.5 10.5 11.5 12.5 13.5
-2 -1 0 1 2
pH
HCl/NaOH滴數
adef組溶液之五點作圖
(a)0.05M醋酸/醋酸鈉 (d)0.05M醋酸 (e)0.05M醋酸鈉 (f)蒸餾水
(a) y = 0.057x + 4.75 (d) y = 0.182x + 3.098 (e) y = 1.532x + 8.3 (f) y = 2.995x + 7.726
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3. 綜合上題作圖數據，算出各溶液的緩衝容量。(實驗中使用緩衝溶 液體積為 30mL，酸鹼的當量濃度為 1N)。
緩衝容量 (meq/L ∙ pH) = 1
斜率(滴/pH) × V滴(mL/滴) × N(eq/L ) ×1000(mL/L) 30(mL)
ｖ滴 = ( 1 18+ 1
16) ×1
2= 17
288≅ 0.059 (mL/滴) ａ = 1
0.057× 0.059 × 1 ×1000
30 = 5900
171 ≅ 34.50 (meq/L ∙ pH) ｂ = 1
0.081× 0.059 × 1 ×1000
30 = 5900
243 ≅ 24.28 (meq/L ∙ pH) ｃ = 1
0.144× 0.059 × 1 ×1000
30 = 1475
108 ≅ 13.66 (meq/L ∙ pH) ｄ = 1
0.182× 0.059 × 1 ×1000
30 = 2950
273 ≅ 10.81 (meq/L ∙ pH) ｅ = 1
1.532× 0.059 × 1 ×1000
30 = 1475
1149≅ 1.28 (meq/L ∙ pH) ｆ = 1
2.995× 0.059 × 1 ×1000
30 = 1180
1797≅ 0.66 (meq/L ∙ pH) (二)[OAc－] / [HOAc]比例與緩衝容量
1.將 a、g、h、i、j 五種溶液之結果繪於另一圖上。
2.7 3.2 3.7 4.2 4.7 5.2 5.7 6.2
-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5
pH
HCl/NaOH滴數
aghij組溶液之pH變化圖形
(a) 0.05M醋酸/醋酸鈉 (g) 0.05M醋酸/醋酸鈉 1:5 (h) 0.05M醋酸/醋酸鈉 1:2 (i) 0.05M醋酸/醋酸鈉 2:1 (j) 0.05M醋酸/醋酸鈉 5:1
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2.同上，取未加酸鹼及滴加 1 及 2 滴酸或鹼共五點，作圖及最小方差 直線，求出其斜率(即ΔpH/1 滴酸)。
a 組斜率：0.057 i 組斜率：0.053 g 組斜率：0.073 j 組斜率：0.125 h 組斜率：0.065 f 組斜率：2.995
3.同上，計算此五種溶液之緩衝容量。
ａ = 1
0.057× 0.059 × 1 ×1000
30 = 5900
171 ≅ 34.50 (meq/L ∙ pH) ｇ = 1
0.073× 0.059 × 1 ×1000
30 = 5900
219 ≅ 26.94 (meq/L ∙ pH) ｈ = 1
0.065× 0.059 × 1 ×1000
30 = 1180
39 ≅ 30.26 (meq/L ∙ pH) ｉ = 1
0.053× 0.059 × 1 ×1000
30 = 5900
159 ≅ 37.11 (meq/L ∙ pH) ｊ = 1
0.125× 0.059 × 1 ×1000
30 = 236
15 ≅ 15.73 (meq/L ∙ pH)
3.5 3.7 3.9 4.1 4.3 4.5 4.7 4.9 5.1 5.3 5.5 5.7
-2 -1 0 1 2
pH
HCl/NaOH滴數
aghij組溶液之五點作圖
(a) 0.05M醋酸/醋酸鈉 (g) 0.05M醋酸/醋酸鈉 1:5 (h) 0.05M醋酸/醋酸鈉 1:2 (i) 0.05M醋酸/醋酸鈉 2:1 (j) 0.05M醋酸/醋酸鈉 5:1 (a) y = 0.057x + 4.75 (g) y = 0.073x + 5.392 (h) y = 0.065x + 4.988 (i) y = 0.053x + 4.38 (j) y = 0.125x + 3.926
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三、問題與討論
1.試列表表示並說明溶液 a、b、c 濃度與緩衝容量之關係。
(a)0.05M 醋酸/醋酸鈉
(b)0.027M 醋酸/醋酸鈉
(c)0.017M 醋酸/醋酸鈉 緩衝容量
(meq/L∙pH) 34.50 24.28 13.66 濃度越低，緩衝容量就越低。
2.試列表表示並說明溶液 a、g、h、i、j 之[OAc－] / [HOAc]比例與緩衝 容量之關係。
(a)0.05M 醋酸/醋酸鈉
(g)0.05M 醋酸/醋酸鈉
HOAc/OAc－
（1：5）
(h)0.05M 醋酸/醋酸鈉
HOAc/OAc－
（1：2）
(i)0.05M 醋酸/醋酸鈉
HOAc/OAc－
（2：1）
(j)0.05M 醋酸/醋酸鈉
HOAc/OAc－
（5：1）
緩衝容量
(meq/L∙pH) 34.50 26.94 30.26 37.11 15.73 [OAc－] / [HOAc]比例會影響緩衝容量，兩者比例越接近則緩衝容量 就越大。
四、分工
何止喬：統整、表格、製作報告 張珮筠：計算、圖、製作封面
