缓冲容量与缓冲溶液

第6节缓冲容量和缓冲溶液的制备。1.缓冲容量(1)缓冲容量的概念是通过缓冲容量(也称为缓冲指数或缓冲值)来衡量的，以便定量表示缓冲溶液的缓冲容量。定义：加入强酸或强碱以将1L或1毫升缓冲溶液的酸碱度改变一个单位所需的物质量(摩尔或毫摩尔)称为缓冲溶液的缓冲容量。其中b是缓冲溶液的酸碱度变化时，加入强酸或强碱的物质的量每体积的酸碱度单位。缓冲容量为正。缓冲容量的单位通常是molL-1pH-1。例2-6在例2-4中加强酸(盐酸)或强碱(氢氧化钠)时，试图找出缓冲溶液的缓冲容量。实施例2-4的计算结果如下：pH6=0.06代入公式(210)，得到溶液：(1)加入盐酸时的缓冲容量：向1L缓冲液中加入0.005摩尔盐酸，然后将实施例2-4的计算结果如下：pH7=0.07代入公式(210)，得到(2)加入氢氧化钠时的缓冲容量：向1L缓冲液中加入0.005摩尔氢氧化钠，然后(2)影响缓冲容量的主要因素：1。缓冲溶液的总浓度当缓冲比一定时，缓冲溶液的总浓度越大，缓冲容量越大。当稀释在一定范围内时，缓冲容量也随之降低。2.缓冲比率当缓冲溶液的总浓度恒定时，如果共轭碱/共轭酸=1，缓冲容量最大。此时，溶液的酸碱度=pKa。缓冲比越远离1，酸碱度偏离pKa越远，缓冲容量越小。实验和计算表明，当缓冲比在1/10和10/1之间时，即当溶液的酸碱度在pKa-1和pKa 1之间时，溶液具有较大的缓冲容量。化学上，具有缓冲作用的酸碱度范围，即酸碱度=pKa1，称为缓冲溶液的缓冲范围。表2-2列出了几种常见缓冲溶液中共轭酸的pKa值以及缓冲体系的缓冲范围。2.缓冲溶液的制备具有一定酸碱度的缓冲溶液的制备应按照以下原则和步骤进行：(1)选择合适的缓冲对，使所选缓冲对中共轭酸的pKa值尽可能等于或接近待制备缓冲溶液的酸碱度，且偏差值不得超过缓冲溶液的缓冲范围。例如，为了制备4.8的缓冲溶液，可以选择HAc-NaAc缓冲对，因为HAc的PKA为4.75。作为另一个例子，当制备具有5.2的pH5的缓冲溶液时，应该选择KH8H4O 4-KNc8H4O 4缓冲对，因为KH8H4O 4的PKA是5.4，其最接近待制备的缓冲溶液的pH5.2。(2)应有一定的总浓度，一般在0.05-0.20mol-1之间，相应的值在0.01-0.1之间。(3)为了使缓冲溶液具有更大的缓冲容量，缓冲比应尽可能接近1。在实际工作中，经常使用相同浓度的共轭酸和碱溶液进行制备。假设缓冲溶液的总体积为V，共轭酸的体积为VHB，共轭碱的体积为VB-，混合前共轭酸和碱的浓度都为C，那么，利用这个公式，缓冲溶液只需要根据共轭酸碱溶液的体积比来制备。代入式(28)得到，代入式(2.11)得到，实施例2-7用0.10 mol-1的HAC和0.10 mol-1的naac溶液制备100毫升的缓冲溶液，其酸碱度=4.95，并计算所需两种溶液的体积。溶液：已知：血红蛋白=血红蛋白-=0.10毫微升-1，即0.10毫微升-1透明质酸38.8毫升和0.10毫微升-1透明质酸61.2毫升混合，得到100毫升的缓冲溶液，其酸碱度=4.95。因此，另外，通常采用向一定量的弱酸溶液中加入一定量的强碱以中和一部分弱酸(即产生弱酸的共轭碱)的方法。必须澄清两个问题：(1)弱酸物质的量(摩尔或毫摩尔)必须大于强碱物质的量(摩尔或毫摩尔)。(2)在反应期间中和的弱酸物质的量等于强碱物质的量，也等于生成的共轭碱物质的量，使得剩余的弱酸和生成的共轭碱形成缓冲对。需要指出的是，用缓冲方程计算的酸碱度与实