2022-01-06 10:35:49

缓冲液 免费编辑 添加义项名

B 添加义项
?
义项指多义词的不同概念,如李娜的义项:网球运动员、歌手等;非诚勿扰的义项:冯小刚执导电影、江苏卫视交友节目等。 查看详细规范>>
所属类别 :
其他生物相关
其他生物相关
编辑分类

当往某些溶液中加入一定量的酸和碱,或加少量水稀释时,溶液有阻碍溶液pH变化的作用,称为缓冲作用,这样的溶液叫做缓冲溶液。弱酸及其盐的混合溶液(如HOAc与NaOAc),弱碱及其盐的混合溶液(如NH3·H2O与NH4Cl)等都是缓冲溶液。

基本信息

  • 中文名称

    缓冲液

  • 外文名称

    buffer

  • 说明

    一定量的酸和碱时

  • 用途

    有阻碍溶液pH变化

  • 类型

    弱酸及其盐的混合溶液等

目录

折叠 编辑本段 原理

由弱酸HA及其盐NaA所组成的缓冲溶液对酸的缓冲作用,是由于溶液中存在足够量的碱A-的缘故。当向这种溶液中加入一定量的强酸时,H+离子基本上被A-离子消耗:

所以溶液的pH值几乎不变;当加入一定量强碱时,溶液中存在的弱酸HA消耗OH-离子而阻碍pH的变化。

缓冲溶液中加入少量强酸或强碱,其溶液pH值变化不大,但若加入酸,碱的量多时,缓冲溶液就失去了它的缓冲作用。这说明它的缓冲能力是有一定限度的。

缓冲溶液的缓冲能力与组成缓冲溶液的组分浓度有关。0.1mol·L-1HAc和0.1mol· L-1NaAc组成的缓冲溶液,比0.01mol·L-1HAc和0.01mol·L-1NaAc的缓冲溶液缓冲能力大。关于这一点通过计算便可证实。但缓冲溶液组分的浓度不能太大,否则,不能忽视离子间的作用。

组成缓冲溶液的两组分的比值不为1∶1时,缓冲作用减小,缓冲能力降低,当c(盐)/c(酸)为1∶1时△pH最小,缓冲能力大。不论对于酸或碱都有较大的缓冲作用。缓冲溶液的pH值可用下式计算:

此时缓冲能力大。缓冲组分的比值离1∶1愈远,缓冲能力愈小,甚至不能起缓冲作用。对于任何缓冲体系,存在有效缓冲范围,这个范围大致在pKaφ(或pKbφ)两侧各一个pH单位之内。

弱酸及其盐(弱酸及其共轭碱)体系pH=pKaφ±1

弱碱及其盐(弱碱及其共轭酸)体系pOH=pKbφ±1

例如HAc的pKaφ为4.76,所以用HAc和NaAc适宜于配制pH为3.76~5.76的缓冲溶液,在这个范围内有较大的缓冲作用。配制pH=4.76的缓冲溶液时缓冲能力最大,此时(c(HAc)/c(NaAc)=1。

折叠 编辑本段 制备

为了配制一定pH的缓冲溶液,首先选定一个弱酸,它的pKaφ尽可能接近所需配制的缓冲溶液的pH值,然后计算酸与碱的浓度比,根据此浓度比便可配制所需缓冲溶液。

以上主要以弱酸及其盐组成的缓冲溶液为例说明它的作用原理、pH计算和配制方法。对于弱碱及其盐组成的缓冲溶液可采用相同的方法。

缓冲溶液在物质分离和成分分析等方面应用广泛,如鉴定Mg2+ 离子时,可用下面的反应:

白色磷酸铵镁沉淀溶于酸,故反应需在碱性溶液中进行,但碱性太强,可能生成白色Mg(OH)2沉淀,所以反应的pH值需控制在一定范围内,因此利用NH3·H2O和NH4Cl组成的缓冲溶液,保持溶液的pH值条件下,进行上述反应。

常用缓冲液配制

枸橼酸-磷酸氢二钠

甲液:取枸橼酸21g或无水枸橼酸19.2g,加水使溶解成1000ml,置冰箱内保存。

乙液:取磷酸氢二钠71.63g,加水使溶解成1000ml。

取上述甲液61.45ml与乙液38.55ml,混合,摇匀,即得。

氨-氯化铵缓冲液

取氯化铵1.07g,加水使溶解成100ml, 再加稀氨溶液(1→30)调节pH值至8.0,即得。

氨-氯化铵缓冲液

取氯化铵5.4g,加水20ml溶解后,加浓氨溶液35ml,再加水稀释至100ml,即得。

醋酸-醋酸钠缓冲液

无水醋酸钠20g,加水300ml溶解后,加溴酚蓝指示液1ml及冰醋酸60~80ml,至溶液从蓝色转变为纯绿色,再加水稀释至1000ml,即得。

醋酸-醋酸钠缓冲液

取醋酸钠18g,加冰醋酸9.8ml,再加水稀释至1000ml,即得。

醋酸-醋酸钠缓冲液

取醋酸钠54.6g,加1mol/L醋酸溶液20ml溶解后,加水稀释至500ml,即得。

醋酸-醋酸铵缓冲液

取醋酸铵7.7g,加水50ml溶解后,加冰醋酸6ml与适量的水使成100ml,即得。

醋酸-醋酸铵缓冲液

取醋酸铵77g,加水约200ml使溶解,加冰醋酸57ml,再加水至1000ml,即得。

醋酸-醋酸铵缓冲液

取醋酸铵100g,加水300ml使溶解,加冰醋酸7ml,摇匀,即得。

磷酸盐缓冲液

取0.2mol/L磷酸二氢钾溶液250ml,加0.2mol/L氢氧化钠溶液118ml,用水稀释至1000ml,即得。

折叠 编辑本段 案例

CO2缓冲液

光合作用实验里,CO2缓冲液有吸收CO2的能力,控制变量

人体血浆里最重要的缓冲体系是碳酸氢盐缓冲体系是:

H2CO3= H+ + HCO3﹣

pH= pKa + lg〔HCO3﹣〕/〔H2CO3〕

在正常血浆中,〔HCO3﹣〕︰〔CO2〕= 20︰1

pH=6.10+lg20/1=7.40

人体各组织、细胞代谢产生的CO2,主要通过血红蛋白和氧合血红蛋白运输作用,被迅速运到肺部排出,故几乎不影响血浆的pH,当产生比CO2酸性更强的酸(如磷酸、硫酸、乙酸等)时,血液中HCO3﹣/ CO2缓冲对便发挥缓冲作用,其中HCO3-可与代谢产生或外合产生CO2和H2O。增加的CO2大部分从肺部排出或通过血浆中蛋白质缓冲对和与之作用,,使〔CO2〕降低;减少的HCO3﹣可通过肾脏进行调节而得到补充,从而使

〔HCO3﹣〕,〔CO2〕和〔HCO3﹣〕/〔CO2〕都恢复正常。当人体新陈代谢过程中产生的碱进入血液时,血液中的H3O+便立即与它结合生成水。H3O+的消耗有H2CO3的解离来补充,结果也使血液的pH 保持稳定。

阅读全文

热点资讯