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pH緩沖溶液的配制及應(yīng)用
閱讀：2627 發(fā)布時(shí)間：2014-4-28
1)緩沖溶液作用原理和pH值
當(dāng)往某些溶液中加入一定量的酸和堿時(shí)，有阻礙溶液pH變化的作用，稱為緩沖作用，這樣的溶液叫做緩沖溶液。弱酸及其鹽的混合溶液(如HAc與NaAc)，弱堿及其鹽的混合溶液(如NH3·H2O與NH4Cl)等都是緩沖溶液。
由弱酸HA及其鹽NaA所組成的緩沖溶液對(duì)酸的緩沖作用，是由于溶液中存在足夠量的堿A-的緣故。當(dāng)向這種溶液中加入一定量的強(qiáng)酸時(shí)，H 離子基本上被A-離子消耗：
所以溶液的pH值幾乎不變;當(dāng)加入一定量強(qiáng)堿時(shí)，溶液中存在的弱酸HA消耗OH-離子而阻礙pH的變化。
2)緩沖溶液的緩沖能力
在緩沖溶液中加入少量強(qiáng)酸或強(qiáng)堿，其溶液pH值變化不大，但若加入酸，堿的量多時(shí)，緩沖溶液就失去了它的緩沖作用。這說(shuō)明它的緩沖能力是有一定限度的。
緩沖溶液的緩沖能力與組成緩沖溶液的組分濃度有關(guān)。0.1mol·L-1HAc和0.1mol· L-1NaAc組成的緩沖溶液，比0.01mol·L-1HAc和0.01mol·L-1NaAc的緩沖溶液緩沖能力大。關(guān)于這一點(diǎn)通過(guò)計(jì)算便可證實(shí)。但緩沖溶液組分的濃度不能太大，否則，不能忽視離子間的作用。
組成緩沖溶液的兩組分的比值不為1∶1時(shí)，緩沖作用減小，緩沖能力降低，當(dāng)c(鹽)/c(酸)為1∶1時(shí)△pHzui小，緩沖能力大。不論對(duì)于酸或堿都有較大的緩沖作用。緩沖溶液的pH值可用下式計(jì)算：
此時(shí)緩沖能力大。緩沖組分的比值離1∶1愈遠(yuǎn)，緩沖能力愈小，甚至不能起緩沖作用。對(duì)于任何緩沖體系，存在有效緩沖范圍，這個(gè)范圍大致在pKaφ(或pKbφ)兩側(cè)各一個(gè)pH單位之內(nèi)。
弱酸及其鹽(弱酸及其共軛堿)體系pH=pKaφ±1
弱堿及其鹽(弱堿及其共軛酸)體系pOH=pKbφ±1
例如HAc的pKaφ為4.76，所以用HAc和NaAc適宜于配制pH為3.76～5.76的緩沖溶液，在這個(gè)范圍內(nèi)有較大的緩沖作用。配制pH=4.76的緩沖溶液時(shí)緩沖能力zui大，此時(shí)(c(HAc)/c(NaAc)=1。
3)緩沖溶液的配制和應(yīng)用
為了配制一定pH的緩沖溶液，首先選定一個(gè)弱酸，它的pKaφ盡可能接近所需配制的緩沖溶液的pH值，然后計(jì)算酸與堿的濃度比，根據(jù)此濃度比便可配制所需緩沖溶液。
以上主要以弱酸及其鹽組成的緩沖溶液為例說(shuō)明它的作用原理、pH計(jì)算和配制方法。對(duì)于弱堿及其鹽組成的緩沖溶液可采用相同的方法。
緩沖溶液在物質(zhì)分離和成分分析等方面應(yīng)用廣泛，如鑒定Mg2 離子時(shí)，可用下面的反應(yīng)：
白色磷酸銨鎂沉淀溶于酸，故反應(yīng)需在堿性溶液中進(jìn)行，但堿性太強(qiáng)，可能生成白色Mg(OH)2沉淀，所以反應(yīng)的pH值需控制在一定范圍內(nèi)，因此利用NH3·H2O和NH4Cl組成的緩沖溶液，保持溶液的pH值條件下，進(jìn)行上述反應(yīng)。
4)緩沖液的測(cè)定
使用ph試紙或者酸堿檢測(cè)儀檢測(cè)。通過(guò)ph試紙上顯示的不同顏色與比色卡進(jìn)行比對(duì)，從而得出酸堿值，但是ph試紙的測(cè)試的誤差較大，用酸堿檢測(cè)儀檢測(cè)，可直接得出酸堿值，測(cè)量值準(zhǔn)確。
溶故配制注意事項(xiàng)
1.藥品要有較好的質(zhì)皿試劑分為優(yōu)級(jí)純(保證試劑，Guaranteed reagent,G.R.)，分析試劑(Antalytical reagent, A. R.)化學(xué)純(Chemical pure，C. P.)和實(shí)驗(yàn)試劑(Laboratory reagent, L. R.)等等。化學(xué)試劑，雜質(zhì)較多。只在個(gè)別情況下應(yīng)用。如配洗液用的硫酸、配干操劑的氯化鈣等。
2.藥品稱且要。
3.配制試劑川水應(yīng)用新鮮的去離子水或雙蒸餾水，比電閉值在50萬(wàn)歐姆以上，PH在5.5-7.0之間才可應(yīng)用，在組織培養(yǎng)等特殊用途時(shí)應(yīng)注意此頂要求。配制一般化9k用溶液只要求用雙燕蒸餾水或去離子水.
4.配好后的溶液，應(yīng)立即除菌處理(如高壓滅菌、抽濾或加抑菌物質(zhì)),以防雜菌生長(zhǎng)。
0.511x1/L pH9.57酸鹽緩沖液 NaHCO2 3.70g Na2CO3 0.60g 溶于600.00ml 蒸餾水中即得。不用時(shí)塞緊瓶塞.以免吸收空氣中二氧化碳使PH下降。小量配制。