實驗操作
實驗九 緩衝溶液
此講義僅供校內修課學生參考
藥盆清點 -四組一盆
實驗九基本概念 實驗目的原理
1. 配製緩衝溶液：
醋酸（HOAc）及醋酸鈉（NaOAc）
2. 探討影響緩衝容量的因素：濃度、共軛酸鹼對比例
學習技能
酸鹼度測定計（pH meter）操作
• 定義：
當稀釋或加入少量酸或鹼時，
pH值不會發生大幅度變化者
• 組成：
(1)較高濃度之強酸 (2)較高濃度之強鹼
(3)或弱酸與其共軛鹼之混合溶液 (4)或弱鹼與其共軛酸之混合溶液
實驗九基本概念
緩衝溶液
實驗九基本概念 緩衝溶液pH值
• 共軛酸鹼對之動態平衡：
加酸：
加鹼：
• Henderson-Hasselbalch equation：
(aq) (aq)
H
(aq)A
HA
[HA]
] ][A K
a[H
(aq) (aq)
(aq)
H HA
A
(aq) (aq) (aq) 2
(aq)
OH H O A
HA
] [A
[HA]
] K
[H
a )
] [A log( [HA]
logK ]
log[H
pH
a
[HA] ) ] log( [A
pK
pH
a
實驗九基本概念 緩衝容量
• 定義：
(1)緩衝溶液抗拒溶液pH值變化的能力 (2)使一公升緩衝溶液pH值變化一單位，
所需加入強酸或強鹼之當量數
• 緩衝容量大：
(1)緩衝溶液濃度高
(2)或共軛酸鹼對的比值[A-]/[HA]=1
• 計算：
30(mL) 1000(mL/L) N(eq/L)
滴 ) (mL/
V 滴 /pH)
斜率 ( pH) 1
(meq/L
緩衝容量
滴
• 組成：
(1)複合電極（pH電極）
- 參考電極：通常為銀/氯化銀電極，
電位(potential)為定值 - 指示電極：通常為玻璃電極，
電位隨溶液[H
＋
]而定 (2)溫度探測棒(3)電位測量計（主機）：用以量測兩電極間的電位差
• 測量：
當兩電極浸於待測溶液中，酸鹼度測定計會將所量 測到的電位，直接轉換為pH讀值顯示出。
實驗九基本概念
酸鹼度測定計
• 量測電位與溶液pH值關係：
E m ＝ K-2.3RT(pH) / nF E m ＝ mT(pH) + K
定出儀器讀值的絕對值 定出直線的斜率
25℃校正直線斜率為
59mV/pH
實驗九基本概念
酸鹼度測定計
$6000 / 1支
•手勿碰觸玻璃電極(小白孔)
•電極不用時，保持溼潤
reference electrode：參考電極 indicator electrode：指示電極
電源線
溫度探測棒
A.T.C POWER
GLASS
有方向性，接 上後請轉1/4圈
pH4 pH7
電線收好
2組共用一台-固定編號主機與電極
• 實驗流程
熱機、校正pH meter配製溶液依表9-1取量，測pH加入酸或鹼，測pH
50uL/drop
•[Power]熱機/[Hold]鎖住字幕
•電極套旋轉方式取下
•純水沖洗電極與測溫棒
•拭鏡紙輕輕擦拭乾淨
•測溫棒與pH電極
一起浸入標準液pH7.00
•旋轉Calib鈕至顯示7.00
•沖洗測溫棒與pH電極後 一起浸入標準液pH4.00
•旋轉Slpoe鈕至顯示4.00
pH7 : Calib
pH4 : Slpoe直接測，勿污染
實驗九步驟及注意事項
• 實驗流程
熱機、校正pH meter配製溶液依表9-1取量，測pH加入酸或鹼，測pH
取1.00M HOAc
??X mL
取NaOAc‧3H
2
O??Y g 0.05M HOAc
250 mL (~pH3)
0.05M NaOAc‧3H
2
O 250 mL(~pH8)配製完成 貼上標籤
(名濃系組日)
開始實驗 存放至W2
實驗九步驟及注意事項
• 實驗流程
熱機、校正pH meter配製溶液依表9-1取量，測pH加入酸或鹼，測pH
•低速攪拌滴入酸或鹼
攪拌後關閉再測pH
•攪拌子勿撞擊到玻璃電極 2組共用1台機器、合作實驗、共 20 杯待測液
實驗九步驟及注意事項
HOAc NaOAc
1. 配製0.05M醋酸/醋酸鈉溶液
(1)貼標籤 (2)第一週存放至各組櫃子
(3)第二週標籤撕下、藥瓶洗淨、送至烘箱 2. 正確使用滴定管
(1)清洗(2)裝填試劑(3)刻度體積讀取 3. 正確使用pH meter
(1)電極保護套轉一轉純水沖一沖拭鏡紙擦一擦(輕柔) (2)pH 7及pH 4校正計算斜率值
(3)實驗完，pH電極套上裝有3M KCl之電極保護套 4. 熟悉緩衝容量計算(第二週學習)
5. 歸還所有器材、藥品標籤撕下、藥瓶洗淨、送至烘箱
實驗九注意事項W1
想想看…你學會了嗎？
• 學會藥品溶液配製
• 學會pH meter正確操作使用
• 熟悉緩衝溶液作圖及求其斜率
• 熟悉緩衝容量計算
• 請培養團隊合作、溝通協調的能力
• 請學習運用知識、判斷實踐的能力
• 開始動手做實驗吧~~
作圖計算
實驗九 緩衝溶液
此講義僅供校內修課學生參考
操作考試內容-酸鹼度測定計
(化學網站有影音檔)• 題型：複選(內含單選)、連連看、
問答題、計算題 [帶工程用計算機，不可用手機]
• 1. 碘鐘化學反應式、限量試劑、指示劑
• 2. 初期反應速率法之計算，求k、m、n
• 3. 積分作圖法之圖形判斷
• 4. 緩衝溶液基本概念、緩衝容量計算
• 5. pH meter 機器組件 pH meter 校正原理
pH meter 注意事項和維護方法
筆試內容
• Excel輸入數據以pH值為Y軸，滴數為X軸
作帶有平滑線及資料標記的XY散布圖
• (一)濃度與緩衝容量 1. a、b、c組溶液
(1) pH值變化圖形
(2) 五點作圖，加上趨勢線及公式，判斷斜率 (3) 計算緩衝容量
2. a、d、e、f組溶液 (1) pH值變化圖形
(2) 五點作圖，加上趨勢線及公式，判斷斜率 (3) 計算緩衝容量
• (二)[OAc
-
]/[HOAc]比例與緩衝容量3. a、g、h、i、j組溶液同上作圖與計算
數據處理-重點提示
(a) 0.05M醋酸/醋酸鈉 (b) 0.027M醋酸/醋酸鈉 1 M HCl
實測
pH值
修正
pH值1 M HCl
實測
pH值修正
pH值5 drop/- 4.24 4.24 5 drop/- 4.22 4.22
4 drop/- 4.31 4.31 4 drop/- 4.29 4.29
3 drop/- 4.34 4.34 3 drop/- 4.32 4.32
2 drop/- 4.36 4.36 2 drop/- 4.39 4.39
1 drop/- 4.40 4.40 1 drop/- 4.46 4.46
0 drop/- 4.51 4.51 0 drop/- 4.53 4.53
1 M NaOH
實測
pH值修正
pH值1 M NaOH
實測
pH值修正
pH值0 drop/+
4.48
4.51 0 drop/+4.55
4.531 drop/+ 4.50
4.53
1 drop/+ 4.614.59
2 drop/+ 4.54
4.57
2 drop/+ 4.684.66
3 drop/+ 4.56
4.59
3 drop/+ 4.734.71
4 drop/+ 4.66
4.69
4 drop/+ 4.794.77
5 drop/+ 4.68
4.71
5 drop/+ 4.854.83
以 酸 為 基 準
數據處理 -輸入pH值紀錄
• abc合併於一張圖比較
• adef及aghIj同理
• 結報需附上原始數據整理表格、各圖形
數據處理 -pH值變化作圖比較
3.50 3.75 4.00 4.25 4.50 4.75 5.00 5.25 5.50
-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5
pH
值HCl/NaOH滴數
abc組溶液pH變化圖形
(a)0.05M醋酸/醋酸鈉溶液 (b)0.027M醋酸/醋酸鈉溶液 (c)0.017M醋酸/醋酸鈉溶液
30(mL) 1000(mL/L) N(eq/L)
) (mL/
V /pH) 1 (
pH)
(meq/L 滴 滴
緩衝容量 斜率
滴平均每滴體積
0.05 mL
加酸或鹼的 當量濃度 1N
•取五點作圖
•加上趨勢線
•顯示公式判斷斜率
(a) 𝟏
𝟎.𝟎𝟓𝟓
× 𝟎. 𝟎𝟓 × 𝟏 ×
𝟏𝟎𝟎𝟎𝟑𝟎
= 𝟑𝟎. 𝟑𝟎 𝒎𝒆𝒒/𝑳 ∙ 𝒑𝑯
數據處理 -緩衝容量作圖及計算
(a) y = 0.055x + 4.474
R² = 0.9418(b) y = 0.067x + 4.526
R² = 0.9993(C) y = 0.103x + 4.49
R² = 0.9878
4.25 4.30 4.35 4.40 4.45 4.50 4.55 4.60 4.65 4.70 4.75
-3 -2 -1 0 1 2 3
pH
值HCl/NaOH滴數
abc組溶液緩衝容量-五點作圖 (a)0.05M醋酸/醋酸鈉溶液 (b)0.027M醋酸/醋酸鈉溶液 (c)0.017M醋酸/醋酸鈉溶液 線性((a)0.05M醋酸/醋酸鈉溶液) 線性((b)0.027M醋酸/醋酸鈉溶液) 線性((c)0.017M醋酸/醋酸鈉溶液)
1. 0.05M醋酸/醋酸鈉溶液
第二週標籤撕下、藥瓶洗淨、送至烘箱
2. 正確使用滴定管(1)清洗(2)裝填試劑(3)刻度體積讀取 3. 正確使用pH meter
(1)電極保護套轉一轉純水沖一沖拭鏡紙擦一擦(輕柔) (2)pH 7及pH 4校正計算斜率值
(3)實驗完，pH電極套上裝有3M KCl之電極保護套 4. 熟悉緩衝容量計算(第二週學習)
5. 歸還所有器材、藥品標籤撕下、藥瓶洗淨、送至烘箱
