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    緩沖作用原理

    發(fā)布時(shí)間: 2011/3/23  點(diǎn)擊次數(shù): 1646次
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     1) 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 生物緩沖劑
    ,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當(dāng)c(鹽)/c(酸)為1∶1時(shí)△pHzui小, 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)。

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