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六亚甲基四胺pKb[(CH2)6N4]=8.85,其缓冲溶液的缓冲pH范围是__。

六亚甲基四胺pKb[(CH2)6N4]=8.85,其缓冲溶液的缓冲pH范围是__。

我们来逐步分析这个题。


已知
六亚甲基四胺,其共轭酸为 (CHX2)X6NX4HX+\ce{(CH2)6N4H+},它是六亚甲基四胺 (CHX2)X6NX4\ce{(CH2)6N4}HX+\ce{H+} 结合的产物。

题中给出 pKbpK_b

pKb=8.85pK_b = 8.85

对于 其缓冲溶液,有效的共轭对是
(CHX2)X6NX4\ce{(CH2)6N4} (碱)与 (CHX2)X6NX4HX+\ce{(CH2)6N4H+} (共轭酸)。


步骤 1:找到共轭酸的 pKapK_a

pKa+pKb=pKwpK_a + pK_b = pK_wpKa=14.00pKbpK_a = 14.00 - pK_bpKa=14.008.85=5.15pK_a = 14.00 - 8.85 = 5.15

所以六亚甲基四胺–共轭酸体系的 pKa=5.15pK_a = 5.15


步骤 2:缓冲范围的一般规则
对于某共轭酸碱对 HA/A\mathrm{HA/A^-}(或者 BH+/B\mathrm{BH^+/B} 型)缓冲体系,缓冲有效 pH 范围是:

pH=pKa±1pH = pK_a \pm 1

pKa1pK_a - 1pKa+1pK_a + 1 之间,缓冲能力较好。


步骤 3:确认主体
这里 pKapK_a(对应酸 (CHX2)X6NX4HX+\ce{(CH2)6N4H+})为 5.15,
因此缓冲 pH 范围:

5.1515.15+15.15 - 1 \quad \text{到} \quad 5.15 + 1

即:

4.156.154.15 \quad \text{到} \quad 6.15

步骤 4:核对
题目问的是 其缓冲溶液的缓冲pH范围,就是指此共轭对的缓冲区间。


最终答案

4.156.15\boxed{4.15 \sim 6.15}

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