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緩衝液
鎖定
- 中文名
- 緩衝液
- 外文名
- Buffer solution
- 別 名
- 緩衝溶液
- 説 明
- 一定量的酸和鹼時
- 用 途
- 有阻礙溶液pH變化
- 類 型
- 弱酸及其鹽的混合溶液等
緩衝液原理
所以溶液的pH值幾乎不變;當加入一定量強鹼時,溶液中存在的弱酸HA消耗OH-離子而阻礙pH的變化。
緩衝溶液的緩衝能力與組成緩衝溶液的組分濃度有關。0.1mol·L-1HAc和0.1mol· L-1NaAc組成的緩衝溶液,比0.01mol·L-1HAc和0.01mol·L-1NaAc的緩衝溶液緩衝能力大。關於這一點通過計算便可證實。但緩衝溶液組分的濃度不能太大,否則,不能忽視離子間的作用。
組成緩衝溶液的兩組分的比值不為1∶1時,緩衝作用減小,緩衝能力降低,當c(鹽)/c(酸)為1∶1時△pH最小,緩衝能力大。不論對於酸或鹼都有較大的緩衝作用。緩衝溶液的pH值可用下式計算:
此時緩衝能力大。緩衝組分的比值離1∶1愈遠,緩衝能力愈小,甚至不能起緩衝作用。對於任何緩衝體系,存在有效緩衝範圍,這個範圍大致在pKaφ(或pKbφ)兩側各一個pH單位之內。
例如HAc的pKaφ為4.76,所以用HAc和NaAc適宜於配製pH為3.76~5.76的緩衝溶液,在這個範圍內有較大的緩衝作用。配製pH=4.76的緩衝溶液時緩衝能力最大,此時(cHAc)/c(NaAc)=1。
緩衝液製備
為了配製一定pH的緩衝溶液,首先選定一個弱酸,它的pKaφ儘可能接近所需配製的緩衝溶液的pH值,然後計算酸與鹼的濃度比,根據此濃度比便可配製所需緩衝溶液。
白色磷酸銨鎂沉澱溶於酸,故反應需在鹼性溶液中進行,但鹼性太強,可能生成白色Mg(OH)2沉澱,所以反應的pH值需控制在一定範圍內,因此利用NH3·H2O和NH4Cl組成的緩衝溶液,保持溶液的pH值條件下,進行上述反應。
常用緩衝液配製
枸櫞酸-磷酸氫二鈉
甲液:取枸櫞酸21g或無水枸櫞酸19.2g,加水使溶解成1000ml,置冰箱內保存。
乙液:取磷酸氫二鈉71.63g,加水使溶解成1000ml。
取上述甲液61.45ml與乙液38.55ml,混合,搖勻,即得。
氨-氯化銨緩衝液
取氯化銨1.07g,加水使溶解成100ml, 再加稀氨溶液(1→30)調節pH值至8.0,即得。
氨-氯化銨緩衝液
取氯化銨5.4g,加水20ml溶解後,加濃氨溶液35ml,再加水稀釋至100ml,即得。
醋酸-醋酸鈉緩衝液
醋酸-醋酸鈉緩衝液
取醋酸鈉18g,加冰醋酸9.8ml,再加水稀釋至1000ml,即得。
醋酸-醋酸鈉緩衝液
取醋酸鈉54.6g,加1mol/L醋酸溶液20ml溶解後,加水稀釋至500ml,即得。
醋酸-醋酸銨緩衝液
取醋酸銨7.7g,加水50ml溶解後,加冰醋酸6ml與適量的水使成100ml,即得。
醋酸-醋酸銨緩衝液
取醋酸銨77g,加水約200ml使溶解,加冰醋酸57ml,再加水至1000ml,即得。
醋酸-醋酸銨緩衝液
取醋酸銨100g,加水300ml使溶解,加冰醋酸7ml,搖勻,即得。
緩衝液案例
CO2緩衝液
人體血漿裏最重要的緩衝體系是碳酸氫鹽緩衝體系是:
H2CO3= H+ + HCO3﹣
pH= pKa + lg〔HCO3﹣〕/〔H2CO3〕
在正常血漿中,〔HCO3﹣〕︰〔CO2〕= 20︰1
pH=6.10+lg20/1=7.40
人體各組織、細胞代謝產生的CO2,主要通過血紅蛋白和氧合血紅蛋白的運輸作用,被迅速運到肺部排出,故幾乎不影響血漿的pH,當產生比CO2酸性更強的酸(如磷酸、硫酸、乙酸等)時,血液中HCO3﹣/ CO2緩衝對便發揮緩衝作用,其中HCO3-可與代謝產生或外合產生CO2和H2O。增加的CO2大部分從肺部排出或通過血漿中蛋白質緩衝對和與之作用,,使〔CO2〕降低;減少的HCO3﹣可通過腎臟進行調節而得到補充,從而使
〔HCO3﹣〕,〔CO2〕和〔HCO3﹣〕/〔CO2〕都恢復正常。當人體新陳代謝過程中產生的鹼進入血液時,血液中的H3O+便立即與它結合生成水。H3O+的消耗有H2CO3的解離來補充,結果也使血液的pH 保持穩定。