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缓冲溶液
CONTENTS
目 录
缓冲容量
缓冲溶液的配制
缓冲溶液的pH值
02
03
04
缓冲溶液和缓冲作用原理
01
缓冲溶液的配制
05
01
缓冲溶液和缓冲作用原理
一、缓冲作用和缓冲溶液
缓冲作用：抵抗少量强酸、强碱或稀释的影响，pH值不变。
缓冲溶液——具有缓冲作用的溶液。
二、缓冲溶液的组成
具有足够浓度的共轭酸碱对——缓冲对。
如：HAc ~ Ac-、NH4+ ~ NH3
酸——抗碱成分；碱——抗酸成分。
1）弱酸及其对应盐：HAc － NaAc
2）酸式盐及其次级盐：NaH2PO4 －Na2HPO4
3）弱碱及其对应盐：NH4Cl －NH3
问题：1. H2CO3和Na2CO3能否组成缓冲对？
2. 1mol·L-1NaOH和1mol·L-1HAc等体积混合，有否缓冲作用？
3. 1mol·L-1NaOH和2mol·L-1HAc等体积混合，有否缓冲作用？
否。如H2CO3 ~ NaHCO3，NaHCO3 ~ Na2CO3均可。
否。因全部生成NaAc。
有。HAc ~ NaAc组成缓冲对。
三、缓冲溶液的作用原理
以HAc~NaAc为例：
加少量H+，平衡 ，使[H+] ，pH值几乎不变。
抗酸成分
加少量OH-，平衡 ，补充减少的H+， pH值几乎不变。
抗碱成分
加少量水，[H+] 、[Ac-] ，同离子效应 ，平衡 ，pH值几乎不变。
2 缓冲溶液的pH值
HB~NaB缓冲溶液
近似计算公式
[共轭碱]
[共轭酸]
对不同缓冲对，会正确使用Ka。
如：NaH2PO4 － Na2HPO4，Ka 是H3PO4的K a2 。
NH3 －NH4Cl，Ka 是NH4+的离解常数。
缓冲溶液的pH值取决于Ka及缓冲比 （[B-]/[HB]）
加水稀释，缓冲比不变，pH也不变——抗稀释。
练习：取0.1mol·L-1H3PO450ml和0.1mol·L-1 NaOH 70ml混合，求溶液pH值。
(已知H3PO4的pKa1 =2.12；pKa2 =7.21；pKa3 =12.67)
解：
NaH2PO4~Na2HPO4组成缓冲对
= 7.21 + lg 2/3 = 7.03
02
缓冲溶液pH值的计算
pH值决定于缓冲系中共轭酸的Kaθ和缓冲比即[共轭碱] [共轭酸]。
同一缓冲系 ，pH值只决定于缓冲比 。[B-] [HB]=1时，则pH = pKaθ。
少量稀释，pH值不变；大量稀释，pH会变化。
03
缓冲容量
衡量缓冲能力大小的尺度。
值愈大，溶液的缓冲能力愈大。
影响缓冲容量的因素
缓冲溶液的总浓度。
C大， 也大
缓冲溶液的缓冲比。
缓冲比为1， 最大
缓冲范围
pH= pKaθ 1 ——有效缓冲范围
缓冲比1：1时， 最大，pH = pKa。
缓冲比大于10：1或小于1：10时，缓冲溶液已失去缓冲能力。
不同缓冲系，pKa不同缓冲范围不同。
见表4-3
04
缓冲溶液的配制
配制的原则和方法
条件：1. 配好的缓冲液符合预期pH值。
2. 要有较大的 。
原则：1. 选择合适缓冲系。
2. 适当总浓度，C在0.05－0.2mol·L-1。
3. 计算所需缓冲系的量。
4. pH计校正。
练习：若配制pH为5.00缓冲液500ml，现有6mol·L-1的HAc34.0ml，问需加入NaAc·3H2O晶体多少克？如何配？如加入2mol·L-1NaOH溶液，需多少ml
（需NaAc·3H2O晶体49.4g。
需NaOH溶液65.3ml。）
1.有较大的缓冲能力:
c 较大(0.01～1mol·L-1);
pH≈pKa, 即ca∶cb≈1∶1
HAc— NaAc : pKa=4.76 (pH 4～5.5)
NH4OH—NH3: pKb=4.75 (pH8 ～10 )
(CH2)6N4— (CH2)6N4H+: pKb=8.87
(pH 4.5 ～6 )
2.不干扰测定(EDTA滴定Pb2+,不用HAc-Ac-)。
常用缓冲溶液
缓冲溶液 pKa 缓冲范围
氨基乙酸+HCl 2.35 1.5～3.0
氯乙酸+NaOH 2.86 2～3.5
甲酸+NaOH 3.77 3～4.5
HAc+NaAc 4.76 4～5.5
六次甲基四胺+HCl 5.13 4.5～6.0
H2PO4-+HPO42- 7.21 6.5～8
三羟甲基甲胺+HCl 8.21 7.5～9
硼砂(H3BO3+H2BO3-) 9.24 8.5～10
NH4++NH3 9.25 8.5～10
05
缓冲溶液在医学上的意义
血液pH=7.35 -7.45，由多种缓冲对起作用。
其中 浓度最高，缓冲能力最大。
抗酸成分
抗碱成分
正常血浆内，缓冲比为
碳酸缓冲系pH值计算公式:
正常血浆pH=7.4
酸中毒：pH < 7.35
碱中毒：pH > 7.45
6.1
标准缓冲溶液
用来校正pH计，在一定温度下有准确pH值的溶液，其pH值由实验测定。理论上计算此类溶液的pH值时，必须考虑离子强度的影响。
重要的缓冲溶液
缓冲溶液选择原则：
缓冲溶液对测量过程应没有干扰；
所需控制的pH应在缓冲溶液的缓冲范围内；
有足够的缓冲容量；
无污染，价格便宜
全域缓冲溶液：有很宽pH范围，一般由几种不同pKa（一元或多元酸及其共轭碱）物质混合而成。 例如伯瑞坦-罗宾森（Britton-Robinson）是由磷酸、硼酸和醋酸混合成，向其中加入不同量的氢氧化钠可以组成pH范围很宽的缓冲溶液，pH1.8~11.9；如柠檬酸和磷酸氢二钠按不同比例混合，可得pH 2~8

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