缓冲溶液的缓冲原理怎么解释...

缓冲溶液的缓冲原理怎么解释

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。
　　在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。

　　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
　　取无水醋酸钠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。

　　当往某些溶液中加入一定量的酸和碱时，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。

　　参考资料：http://baike.baidu.com/view/901429.htm