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PH緩沖液知識(shí)介紹

更新時(shí)間:2021-11-18點(diǎn)擊次數(shù):1708
 介紹
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)△pH最小,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)緩沖能力最大,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。
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