PH计(酸度计)的标准缓冲液的配置和使用

[2012/11/26]

　　pH计缓冲溶液是一种能使pH值保持稳定的溶液。若向这种溶液中加入少量的酸或碱，或者在溶液中的化学反应产生少量的酸或碱，以及将溶液适当稀释，这个溶液的pH值基本上稳定不变，这种能对抗少量酸或碱或稀释，而使pH值不易发生变化的溶液就称为pH缓冲溶液。

　　pH标准缓冲溶液特点：

　　标准溶液的pH值是已知的，并达到规定的准确度。标准溶液的pH值有良好的复现性和稳定性，具有较大的缓冲容量，较小的稀释值和较小的温度系数。溶液的制备方法容易。

　　1.PH4.00325度邻苯二甲酸氢钾可配制250ML溶液

　　2.PH6.86425度混合磷酸盐可配制250ML溶液

　　3.PH9.18225度硼酸可配制250ML溶液

　　1)缓冲溶液作用原理和pH值

　　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HAc与NaAc)，弱碱及其盐的混合溶液(如NH3·H2O与NH4Cl)等都是缓冲溶液。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。

　　2)缓冲溶液的缓冲能力

　　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。

　　3)缓冲溶液的配制和应用

　　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。
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