4.4.1　缓冲溶液的组成和机制

4.4.1　缓冲溶液的组成和机制

1.缓冲溶液的组成　缓冲溶液是分析化学、生物化学等实验中经常使用的重要试液之一，一般由弱酸(碱)及其共轭碱(酸)所组成，能控制氢离子浓度。常见的缓冲对主要有三种类型：

(1)弱酸及其对应的盐：例如：HAc—NaAc、H₂CO₃—NaHCO₃、H₂C8H₄O₄—KHC₈H₄O₄(邻苯二甲酸—邻苯二甲酸氢钾)等。

(2)多元弱酸的酸式盐及其对应的次级盐：例如：NaHCO₃—Na₂CO₃、NaH₂PO₄—Na₂HPO₄、NaH₂C₅HO₇(柠檬酸二氢钠)—Na₂HC₆H₅O₇、KHC₈H₄O₄—K₂C₈H₄O₄等。

(3)弱碱及其对应的盐：例如：(伯胺及其盐)、Tris—TrisH⁺A^-(三羟甲基烷及其盐)。

表4.3列出了一些缓冲溶液及其对应的K和pH。

表4.3　常见的某些缓冲溶液

2.缓冲原理　缓冲溶液为什么能够保持pH相对稳定，而不因其加入少量强酸或强碱pH就有较大的变化?假定缓冲溶液含有浓度相对较大的弱酸HA和它的共轭碱A^-。在此溶液中加入少量强酸或强碱时，发生下列反应：

加酸时　　A^-+H→HA

加碱时　　HA+OH^-→A^-+H₂O

因较大，加入少量强酸或强碱时溶液中的仅稍有变化，改变不大，改变也很小，故pH基本保持不变。

3.缓冲范围(Buffer range)　缓冲溶液的pH由pK_a或pK_b决定，其次还与有关。当时，H=pK_a。此时，缓冲溶液缓冲容量最大，而当或＜0.1时，溶液基本没有缓冲能力了，

故　　　pH=pK_a±1，pOH=pK_b±1

在以上pH或pOH范围，缓冲作用有效，此范围即称为缓冲范围。在实际配制一定pH或pOH的缓冲溶液时，要选用pK_a(或pK_b)等于或接近于该pH值(或pOH值)的共轭酸碱对。