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主题：【第十届原创】【我爱创新】+由误将Na2HPO4替代NaH2PO4配制缓冲溶液引发的思考

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发表于：2017/08/02 23:15:03 楼主 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
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由误将Na2HPO4替代NaH2PO4配制缓冲溶液引发的思考



    今天早上，同事在配制缓冲溶液时发现所需的NaH2PO4试剂瓶空空如也，而恰巧旁边有一瓶未开封的Na2HPO4试剂，考虑到新的NaH2PO4试剂需要一周才到，而这两种试剂性质很相似，如果调制成相同pH的缓冲液，可以将两种试剂的酸度拉平到同一起跑线上，其缓冲溶液的性质不就相同了嘛。理论上说服自己后，说干就干，于是乎，用Na2HPO4按照标准配制好缓冲溶液（pH=3.0）后，进液相系统跑样。
    事后，我们聊起来此事，我的第一反应也是没毛病。不过再想一想，总感觉哪里不对劲。于是，我翻阅了一些资料，学习了一下缓冲溶液的知识，认识到该做法的错误性。
    我们知道，缓冲溶液是一种可以对溶液的酸度起稳定作用的溶液，通常是由弱酸及其共轭碱或弱碱及其共轭酸、高浓度的强酸或强碱、两性物质等组成的溶液。该例中NaH2PO4（浓度为Camol/L）为弱酸，Na2HPO4为共轭碱（浓度为Cbmol/L）。其[H+]的浓度计算公式为：

[H+] = Ka * （Ca-[H+]+[OH+]）/（Cb+ [H+]-[OH+]）



  当溶液呈酸性时（pH＜6.0），上式可简化为：

[H+] = Ka * （Ca-[H+]）/（Cb+ [H+]）



    Ca ≥ 20[H+]；Cb≥20[H+] 时，得到Henderson缓冲公式：

[H+] = Ka * Ca /Cb

pH = pKa + lg（Cb / Ca）



    看到这里，小伙伴们是不是顿时豁然开朗哈！只要弱酸和共轭碱的浓度比值固定，其缓冲溶液的pH 值就恒定。但是存在一个误区:并不是固定弱酸和共轭碱的浓度。所以，假如同时配制两种盐：0.1mol/L的NaH2PO4溶液和0.1mol/L的Na2HPO4溶液，然后分别滴加H3PO4溶液至两溶液的pH =3.0，则后者的弱酸和共轭碱的浓度是前者的2倍关系。这就造成了所配制的两种缓冲溶液的缓冲能力差别很大。因此，如果非要替代的话，可以将Na2HPO4的用量调整为规定量的同理，如果配制pH =11.0的缓冲溶液，二者的浓度是什么关系呢?
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