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ph缓冲溶液、缓冲指数和缓冲容量

 1. 缓冲作用与缓冲溶液
纯水在25℃时ph值为7.0,但只要与空气接触一段时间,因为吸收二氧化碳而使ph值降到5.5左右。1滴浓盐酸(约12.4mol·l-1)加入1升纯水中,可使[h ]增加5000倍左右(由1.0×10-7增至5×10-4mol·l-1),若将1滴氢氧化钠溶液(12.4mol·l-1)加到1升纯水中,ph变化也有3个单位。可见纯水的ph值因加入少量的强酸或强碱而发生很大变化。然而,1滴浓盐酸加入到1升hoac-naoac混合溶液或nah2po4-na2hpo4混合溶液中,[h ]的增加不到百分之一(从1.00×10-7增至1.01×10-7mol·l-1),ph值没有明显变化。这种能对抗外来少量强酸\强碱或稍加稀释不引起溶液ph值发生明显变化的作用叫做缓冲作用;具有缓冲作用的溶液,叫做缓冲溶液。

2. 缓冲溶液的组成
缓冲溶液由足够浓度的共轭酸碱对组成。其中,能对抗外来强碱的称为共轭酸,能对抗外来强酸的称为共轭碱,这一对共轭酸碱通常称为缓冲对、缓冲剂或缓冲系,常见的缓冲对主要有三种类型。
(1) 弱酸及其对应的盐 例如,hoac-naoac(实际上是oac-);h2co3-nahco3;h2c8h4o4-khc8h4o4(邻苯二甲酸-邻苯二甲酸氢钾);h3bo3-na2b4o7(四硼酸钠水解后产生h2bo-3)。
(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。
(3) 弱碱及其对应的盐例如nh3-nh 4cl-;rnh2-rnh 3a-(伯胺及其盐);tris-trish a-(三羟甲基烷及其盐)。

3. 缓冲容量与缓冲范围
缓冲容量
缓冲能力的强弱,可用缓冲容量β表示。缓冲容量也叫缓冲值或缓冲指数。
对任何一种缓冲溶液的每一个ph值,都有其相应的缓冲量。缓冲容量实际上是一个微分比,可定义为:使1升缓冲溶液的ph值增高很小一个数值dph时,需加入的强碱物质的量为db,则db与dph之比值叫缓冲容量,用数学式表示为β=db/dph缓冲mol·l-1·ph-1。如总浓度(即共轭酸与共轭碱浓度之和)为0.100mol·l-1 ph4.45的hoac-naoac缓冲溶液(即醋酸缓冲溶液)的缓冲容量为0.051(mol·l-1·ph-1)。