题目

某缓冲溶液的共轭酸的pK_(a)^theta=6.5，从理论上推算该缓冲溶液的缓冲范围是A. 6.5sim8.5B. 1sim8C. 5.5sim7.5D. 1sim6.5

某缓冲溶液的共轭酸的$pK_{a}^{\theta}=6.5$，从理论上推算该缓冲溶液的缓冲范围是 A. $6.5\sim8.5$ B. $1\sim8$ C. $5.5\sim7.5$ D. $1\sim6.5$

题目解答

答案

根据缓冲溶液的理论，其有效缓冲范围通常为 $ pKa \pm 1 $。题目中给出的共轭酸的 $ pKa^\circ = 6.5 $，因此缓冲范围应为： \[ pH = pKa \pm 1 = 6.5 \pm 1 \] 即 $ 5.5 \leq pH \leq 7.5 $。 选项分析： - A. 6.5~8.5：超出 $ pKa + 1 $，不符合。 - B. 1~8：范围过宽，不符合。 - C. 5.5~7.5：符合 $ pKa \pm 1 $。 - D. 1~6.5：下限过低，不符合。 因此，正确答案是 C. 5.5~7.5。 答案：C. 5.5~7.5

解析

缓冲溶液的缓冲范围通常由其共轭酸的$pK_a$决定，有效范围为$pK_a \pm 1$。本题中，已知共轭酸的$pK_a^\circ = 6.5$，因此只需计算$6.5 \pm 1$即可确定正确选项。关键在于理解缓冲范围的理论依据，即缓冲对中弱酸/弱碱的解离平衡特性。

  1. 理论基础
    缓冲溶液的有效缓冲范围为$pK_a \pm 1$，即当溶液中弱酸及其共轭碱的浓度比在0.1:1到10:1之间时，pH变化最小。

  2. 计算范围
    根据$pK_a = 6.5$，代入公式：
    $\text{缓冲范围} = 6.5 \pm 1 = [5.5, 7.5]$

  3. 选项分析

    • A. $6.5 \sim 8.5$：仅包含$pK_a + 1$以上部分，超出有效范围。
    • B. $1 \sim 8$：范围过宽，不符合$pK_a \pm 1$原则。
    • C. $5.5 \sim 7.5$：完全匹配$pK_a \pm 1$，正确。
    • D. $1 \sim 6.5$：下限过低，未体现$pK_a - 1$。