一、缓冲容量
(一)缓冲容量的概念
为了定量地表示缓冲溶液缓冲能力的大小,采用缓冲容量(也称缓冲指数或缓冲值)β来衡量。
定义:使1L或1ml缓冲溶液的pH值改变一个单位所需加入一元强酸或一元强碱的物质的量(mol或mmol),称为该缓冲溶液的缓冲容量。
1.缓冲溶液总浓度 当缓冲比一定时,缓冲
溶液的总浓度愈大,缓冲能力就愈大。在一定范
围内稀释时,缓冲容量也减小。
2.缓冲比 当缓冲溶液的总浓度一定时,若
[共轭碱]/[共轭酸]= 1,则缓冲容量最大。此时,
溶液的pH= pKa。缓冲比离1愈远,pH值偏离
pKa愈远,缓冲容量愈小。
实验和计算表明,当缓冲比在1/10和10/1之间时,即溶液的pH值在pKa-1和pKa+1之间时,溶液具有较大的缓冲能力。在化学上把具有缓冲作用的pH值范围,即pH=pKa±1称为缓冲溶液的缓冲范围。
二、缓冲溶液的配制
配制一定pH值的缓冲溶液,应按下列
原则和步骤进行:
(1)选择适当的缓冲对,使所选缓冲
对中共轭酸的 pKa与欲配制的缓冲溶液
的pH值尽可能相等或接近,偏离的数值
不应超过缓冲溶液的缓冲范围。
(2)要有一定的总浓度, 一般在0.05mol·L-1~0.20mol·L-1之间较宜, 其相应的β值在0.01~0.1之间。(3)为了使缓冲溶液具有较大的缓冲容量,应尽量使缓冲比接近于1。实际工作,常常使用相同浓度的共轭酸、碱溶液配制。
另外,也常采用在一定量的弱酸溶液中,加入一定量的强碱,中和部分弱酸(即生成弱酸的共轭碱)的方法,必须明确两个问题:(1)弱酸的物质的量(mol或mmol)必须多于强碱的物质的量(mol或mmol)。(2)反应时被中和弱酸的物质的量等于强碱的物质的量,也等于生成的共轭碱的物质的量,这样剩余的弱酸与生成的共轭碱组成缓冲对。
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