常规分析培训教材

分析化学检验培训资料
前言
一、分析化学的任务
分析化学的研究对象是物质变化的化学组成，它所回答的问题是：物质中含有哪些组分及其相对含量的多少。

这些组分可以是元素、离子、官能团或化合物，也可以是某个单独的项。

显然，要解决这些问题，那就既要研究测定物质组成的方法，又要研究有关的理论。

因此，概括起来，分析化学乃是研究测定物质的化学组成的方法及有关理论的一门科学，是化学的重要分支。

近来，随着科学技术和分析化学的不断发展，对自然的认识不断的深化，提出“分析化学是一门探测和知识原子、分子信息的科学”。

二、分析工作者的基本素质
“分析”技术本身并没有具体的产品，也不创造直接效益。

如果说它有产品的话，那就是分析结果。

如果没有这些数字和结果，生产和科研就等于瞎了眼。

如果报出的结果发生错误，就变成了瞎指挥。

这将会造成重大损失或不良影响，乃至使生产与科学研究走向歧途或失败。

可见分析工作是何等重要。

同时，分析工作又是一种十分精细，知识性、技术性都十分强的工作。

因此，每个分析工作者应当具备良好的素质，才能胜任这一工作，满足生产与科研提出的各种要求。

分析工作者应具备的基本素质是：1. 高度的责任感和“质量第一”的思想素质是分析工作者第一重要素质。

充分认识分析检验工作的重要作用，以对人民高度负责的精神作好本职工作。

2. 严谨的工作作风和实事求是的科学态度。

分析工作是与“量”和“数”打交道的，稍有疏忽就会出现差错。

因点错小数点而酿成一次重大质量事例足以说明问题。

随意更改数据，谎报结果更是一种犯罪行为。

分析工作是一种十分细致的工作这就要求心细、眼灵，对每一部步必须严谨从事，来不得半点马虎草率，必须严格遵守各项操作规范。

3．掌握扎实的基础理论知识与熟练的技能。

当今的分析化学内容十分丰富，涉及的知识领域十分广泛，分析方法不断地更新，新工艺、新技术、新设备不断涌现。

如果没有一定的基础知识不能适应的。

即使是一些常规分析方法亦包含较深的理论原理，如果没有一定的理论基础去理解它，掌握它只能知其然而不知其所以然，只能是照单抓药，照葫芦画瓢，很难对付组分多变的复杂的试样分析，更难独立解决和处理分析中出现的各种复杂情况。

那种把化验工看作只是会摇瓶子、照方加药的“熟练工”是与时代不相符的陈旧观念。

当然，掌握熟练的操作技能和过硬的操作基本功是分析工作者不可少的起码要求。

那种说起来头头是道而干起来却一塌糊涂的“理论家”也是不可取的。

4．要有不断创新和开拓精神
科学在发展，时代在前进。

尤其是分析化学更是日新月异。

作为一个分析工作者必须在掌握基础知识的条件下，不断地去学习新知识，更新旧观念，研究新问题，及时掌握本学科、本行业的发展动向，从实际工作需要出发开展新技术、新方法的研究与探索，以促进分析技术的不断的不断进步，满足生产，科研不断提出的新要求。

作为一名化验员也应对分析的新技术有所了解，尽可能多的掌握各种分析技术和多种分析方法。

第一部分 分析化学基础
第一章 摩尔及摩尔质量
第一节 摩尔
摩尔是国际单位制（SI ）的一个基本单位，它以微粒数量表示物质的量。

摩尔广泛地应用于科学研究、工农业生产等方面，用于定量研究物质及其变化。

物质是由分子、原子等粒子构成的。

分子和原子都是很小的。

在化学反应中不是几个、几十个分子或原子参加反应，而是成千、上万甚至上亿万个分子或原子参加反应的。

如果用分子或原子的个数来表示物质的数量多少，就好像用米粒的个数了表示米的数量一样，既困难，又没有实际意义。

若以一定数目的粒子为集体来进行计算，就会方便得多。

科学上规定，用“物质的量”（符号n ）来表示构成物质的粒子数目的多少。

物质的量的单位叫摩[尔]，用符号mol 来表示。

当某一定量的物质中所包含的粒子数目和里所含的原子数目相等，则由这些粒子所构成的质量就是1摩[尔]，即1mol 。

实验测得 kg 12C 包含了×1023个碳原子数，×1023这个数值叫做啊伏加德罗常数。

由×1023个粒子所构成的物质的量，就是1mol 。

1mol 的任何物质都包含有×1023个粒子。

物质的量（也就是摩尔的数目）相等的任何物质，它们所包含的粒子数目一定是相同的。

例如2mol 碳原子和2mol 氧原子所包含的粒子数相同，都含有2××1023个粒子，只是粒子的种类不同。

粒子可以是分子、原子、离子、电子、质子和中子。

第二节摩尔质量及其计算
1mol 物质的质量通常也称该物质的摩尔质量。

摩尔质量的符号用M 表示，摩尔质量的单位是g/mol 。

物质的量、物质的质量和摩尔质量之间的关系可以式（1-1）表示：
摩尔质量
物质的质量
物质的量=
··············································（1-1）
或用符号表示
M
m
n =
·······························································（1-2） 例1-1 90g 水相当于多少摩尔水分子
解：水的相对分子质量是18，摩尔质量M （H 2O ）=18g/mol
m （H 2O ）=90g
据式（1-2）
）
（）（）（）（mol O H M O H m O H n 518
90
222===
答:90g 水相当于5mol 水分子。

例1-2 氢氧化钠的质量是多少 解:因M(NaOH)=40g/mol 又 n(NaOH)= 据式(1-2)
m(NaOH)= n(NaOH) M(NaOH)=×40=100(g)
答:氢氧化钠的质量为100g.
在实际应用中,有时用摩尔这个单位显得太大，常常还采用毫摩尔（mmol ）做单位。

1mmol 就是1mol
的千分之一，即1mol=1000mmol 。

第二章 溶液
第一节 溶液的浓度
溶液的浓度就是指一定量的溶液（或溶剂中）所含溶质的量。

在科学实验、化工生产和食品工业及其检验中常要求溶液具有一定浓度。

表示溶液浓度的方法很多，常用的有以下几种。

一、质量分数与质量浓度
（一）B 的质量分数（ωB ）
中将B 的质量分数定义为:B 的质量与混合物的质量之比,用符号W B 表示.即
m
m B
B =
ϖ·······················································(2-1) 式中 W B —B 的质量分数;
m B —B 的质量; m —混合物的质量
由式(2-1)得知,构成比值的分子和分母都是质量,单位无论用ug （微克）、㎎（毫克）、g （克）、㎏（千克），最终计算结果都为纯数。

因此，在计算所得数值（比值）之后不应再加任何其他单位或符号，而应该纯数表示，或表示成为某一数值乘上10-2、10-3，10-6，10-9等形式。

质量分数（w ）代替了过去固体物质中某种化学成分的含量或品位用的“ 百分含量”、“质量百分率”、ppm 、ppb 等名称和符号。

如“氯化钠在水中的质量百分数浓度为25”，应改为“氯化钠在水中的质量分数（w ）为或w （NaCl ）=”。

例2-1 将35克葡萄糖溶于65克水中，求该溶液中葡萄质量分数。

解：w （C 6H 12O 6）=m （C 6H 12O 6）/m （C 6H 12O 6+H 2O ）
=35g/（35+65）g=
或表示为w （C 6H 12O 6）=35×10-2
w （C 6H 12O 6）=35%
答：该溶液中葡萄糖的质量分数为35%。

（二） B 的质量浓度（p B ）
对于溶质为固体的一般溶液，常用质量浓度（ρB ）来表示溶质B 的浓度。

其单位为mg/ml ，g/L 等。

它表示了单位体积溶液中所含溶质B 的质量。

如100ml 氯化钠溶液中含有30g 氯化钠，将其表示为质量浓度时就成为“30g/100ml ”，此时出现分母带系数，所以只能表示为300g/L 或mL 。

以g/mL 为单位时，大多数溶液要表示成小数，在配制和使用时不方便，故以g/L 为单位比较合适。

二、物质的量浓度
B 的物质的量浓度，是指B 的物质的量除以混合物的体积（据）。

它以符号
C B 表示，单位为mol/L 。

V
n C B
B =
····················································（2-2）
式中，V 为溶液的体积。

例2-2 已知浓硫酸的密度（ρ）为mL ，其质量分数ω（H 2SO 4）约为95%，求每升浓硫酸中H 2SO 4
的物质的量n （H 2SO 4）及溶液的浓度c （H 2SO 4）。

解：n （H 2SO 4）=m （H 2SO 4）/M （H 2SO 4）=×1000×=（mol ）
c （H 2SO 4）= n （H 2SO 4）/v （H 2SO 4）=1=(mol/L)
答:每升浓硫酸中H 2SO 4物质的量是 mol,溶液的浓度是 mol.
根据物质的量的浓度的定义
c B =n B /v
则 n B =c B v
溶质的质量
m B = n B M B= c B VM B ············································ (2-3)
例2-3 欲配制 mol/L 重铬酸钾标准溶液250ml,应取重铬酸钾多少克
解:因重铬酸钾的摩尔质量M(K 2C r2O 7)=mol
M(K 2C r2O 7)=c(K 2C r2O 7)VM(K 2C r2O 7)=×250×10-3×=(g) 答:应称取重铬酸钾. 三、液的稀释和浓度的换算
（一） 溶液的稀释
在溶液中加入溶剂后，溶液的体积增大而浓度变小的过程，叫做溶液的稀释。

由于在稀释时只加入溶剂而不加入溶质，所以溶液在稀释前后，溶质的量不变。

即
稀释前溶质的量=稀释后溶质的量 又因为 V
n C B
B =
n B =c B v
设稀释前溶质的量n=C 1V 1，稀释后溶质的量n=C 2V 2则溶液的稀释公式为
C 1V 1= C 2V 2 ··············································（2-4）
应用式（2-4）时，浓度C 1和C 1必须采用同一浓度表示法，体积V 1和V 1 也必须采用同一体积单位。

例如2—4 欲配制L 盐酸溶液1000ml ，应取12 mol/L 浓盐酸多少毫升 解：设应取浓盐酸的量为x 12x=×1000
x =
12
10002.0⨯
=（ml ）
答：应取12 mol/L 浓盐酸17ml 。

（二） 溶液浓度的换算
1． 质量分数与物质的量浓度的换算
B
B
M B c ωρ⨯⨯=
1000·······················································（2—5）
式中 C B —-B 的物质的量浓度;
ρ—物质的密度; ωB —B 的质量分数; M B —B 的摩尔质量。

2． 质量浓度与物质的量浓度的换算
B B
M B c ρ=
·
······························································（2-6） 式中，p B 为物质B 的质量浓度，单位为g/L 。

例2-5 已知稀盐酸的质量浓度p （HCl ）为90g/L ，求该溶液的浓度c （HCl ）
解：已知p （HCl ）=90 g/L ，又因为M （HCl ）=mol 则据式（2—6），得
)
/(47.2)(5
.3690
)
()
(L mol HCl c HCl M HCl B B B ==
=
ρ
答：该盐酸溶液的浓度C （HCl ）为 mol/L 。

第二节 溶液的类型
物质被分散成细小的粒子，分布在另一种物质里，所得到的体系叫做分散系。

其中被分散的物质叫做分散质，容纳分散质的物质，叫做分散剂。

例如，葡萄糖分散在水中而成分散系；墨汁是碳粒等分散在水中分散系。

物质被分散的程度不同，其粒子大小也不同。

根据分散质粒子的大小不同，分散系可分为分子或离子分散系、胶体分散系和粗分散等。

一、 分子或离子分散系（真溶液）
分散质粒子的直径小于10-9m 的，叫做分子或离子分散系。

这类分散系中的分散质的粒子实际上是单个的分子或离子，分散质和分散剂之间不存在界面，因此它是均匀的分散体系。

因为分子或离子都非常小，它们能透过滤纸和半透膜，不能阻止光线通过，所以这类分散系是透明的，也是稳定的。

这类分散系就是平常所讲的溶液。

为了和其他分散系区别，通常又把它叫真溶液（或晶体溶液）。

在真溶液里，分散质又叫做溶质，分散剂又叫做溶剂。

二、 胶体分散系（胶体溶液）
分散质粒的子直径在10-9~10-7m 之间的，叫做胶体分散系（简称为胶体溶液）。

胶体分散系的分散质粒子，是由许多分子聚集而成的，比分子或离子分散系的粒子大，所以分散质和分散剂之间有界而使之分开，属非均匀体系。

胶体溶液中的胶体粒子只能透过滤纸，不能透过半透膜。

但胶体溶液可让部分光线通过，所以外观也是透明的。

胶体粒子能在分散剂中做不规则的运动，这种运动叫做布朗运动。

由于布朗运动的作用，胶体粒子受重力的影响比较小，在短时间内不会从分散系中分离淀沉出来，所以胶体溶液一般是较稳定的。

胶体溶液和真溶液有许多相似的地方（如透明、稳定性等）。

但是胶体粒子大于真溶液的溶质分子，所以胶体溶液又有许多特殊的性质。

1.丁铎尔现象
在暗室里，当一束很强的聚光透过胶体溶液时，可以从侧面看到胶体溶液中有一道明亮的光柱这种
现象叫做丁铎尔现象。

用这种现象可区别真溶液与胶体溶液。

2.电泳现象
如果用红棕色的氢氧化铁胶体溶液置于U形管中，从管口插入两个电极，接通直流电后阴极颜色逐渐变深，这表明氢氧化铁胶体粒子带有正电荷，在电场中向阴极移动。

同样用黄色的硫化砷胶体溶液做实验，则阳极附近颜色逐渐变深。

这表明硫化砷胶体粒子带负电荷。

胶体粒子在电场的作用下向阳极或阴极移动的这种现象叫电泳现象。

3.稳定性和凝聚
胶体溶液一般是比较稳定的，促使它稳定的原因很多，如胶体粒子的布朗运动等，但主要原因是胶粒带电和溶剂化作用。

同种胶体粒子带有相同的电荷，彼此相斥，从而阻止胶粒互相接近与聚集;另一方面，吸附在胶粒表面上的离子，对溶剂分子有吸引力，能将一些溶剂分子吸附到胶粒表面，形成一层溶剂化膜，也能阻止胶粒互相聚集。

使胶体粒子聚集成大的颗粒的过程叫做凝聚。

由凝聚而沉淀析出的过程叫做聚沉。

促使胶粒聚沉的主要方法有以下几种：
①加入少量电解质。

例如在氢氧化铁溶胶中加入少量硫酸钾（K
2SO
4
）溶液，立即发生聚沉，析出氢
氧化铁沉淀。

②加入带相反电荷溶胶。

两种带相反电荷的溶胶混和，也能引起溶胶的凝聚。

③加热。

例如硫化砷（A
S2S
3
）溶胶加热至沸，就析出黄色的硫化砷沉淀。

三、粗分散系
分散质粒子的直径大于10-7m的，叫做粗分散系。

这类分散系和分散剂之间有界面存在，所以粗分散系是不均匀的，也是不稳定的。

属于这一类分散系的有悬浊液和乳浊液。

1．悬浊液
固体的小颗粒分散在液体中所形成的粗分散系，叫做悬浊液。

例如粘土在水中形成的泥浆就是悬浊液。

2．乳浊液
液体的微小珠滴分散在互不相溶的另一种液体中，所形成的粗分散系叫做乳浊液。

例如，牛奶中分散着液体的脂肪珠滴，所以牛奶是一种乳浊液。

第三章电解质溶液
第一节强电解质和弱电解质
一、强电解质和弱电解质
酸、碱、盐都是电解质，它们的水溶液都能导电。

但不同种类的电解质溶液导电能力不同。

电解质溶液之所以能导电，是由于溶液里有能够自由移动的离子存在。

溶液导电性强弱不同，说明在溶液里所含离子的多少不同。

电解质可分为强电解质和弱电解质。

（一）强电解质
盐酸、氢氧化钠、氯化钠在溶液里几乎能完全电离成离子，溶液里几乎没有分子存在。

这种在水溶液里几乎能完全电离的电解质叫做强电解质。

强电解质的电离是不可逆的，其离子方程式用“→”表示。

如
HCL→H++CL-
N a OH→N
a
++OH-
N a CL→N
a
++CL-
强酸强碱大多数盐都是强电解质。

（三）弱电解质
醋酸和氨水在溶液里只有很小部分电离成离子，大部分仍以分子状态存在。

像醋酸这样在水溶液里
只有部分电离的电解质叫做弱电解质。

弱电解质的电离是可逆的，其电离方程式用“≒”表示。

如
HAc ≒ H+Ac ˉ
NH 3·H 2O ≒ NH 4ˉ＋OH ˉ
弱酸弱碱都是弱电解质。

二、 弱电解质的电离平衡
㈠电离平衡与电离度
醋酸在溶液里的电离方程式为
正过程
HAc ≒ H ++Ac ˉ
逆过程
在醋酸开始电离时，主要是醋酸分子的电离，正过程速度较大。

随着醋酸分子的电离，溶液里醋酸分子的浓度不断减少，而H +和Ac ˉ浓度不断增加，因正、逆过程速度相等时，溶液里醋酸、H +和Ac ˉ的浓度不再改变，体系处于平衡状态。

弱电解质分子和离子的浓度不再改变。

这时弱电解质所处的状态叫做电离平衡。

我们把达到电离平衡时已电离的溶质分子数和电离前溶质分子总数的比值（或已电离的溶质的物质的量和电离前溶质的物质的量之比）叫做电离度，用α表示。

电离前溶质分子数
已电离溶质分子数
）电离度（=
α×100%······································（3—1）
或
%100⨯=
电离前溶质的物质的量
已电离溶质的物质的量
）电离度（α·
········································（3—2） 从上述观点来讲，强电解质的电离度应是100%，但是在强电解质溶液里，由于离子浓度较大,离子间的引力和斥力比较显着,影响了离子在溶液里的自由运动。

因而实验测得的电离都小于100%。

不同的弱电解质，其电离度大小不同。

电解质越弱，它的电离度越小。

电解质溶液电离度的大小，主要取决于电解质的本性，同时也与电解质溶液的浓度和温度有关。

浓度愈小，电离度愈大。

温度愈高，电离度愈大。

由于电离度的大小与浓度、温度有关，所以，在表示弱电解质的电离度时，必须指出溶液的浓度和温度。

（二）同离子效应
在弱电解质溶液达到电离平衡时,溶液中分子和离子都保持着一定的浓度。

如果向溶液中加入一种和该弱电解质具有相同离子的强电解质,则弱电解质的电离度就会减小.例如,在氨水中加入酚酞指示剂时,溶液显红色,若加入少许固体的氯化铵,则溶液的红色变淡甚至消失。

这是因为,在氨水溶液中存在着下列平衡:
NH 3·H 2O ≒ NH 4+＋OH ˉ
加入可溶性铵盐氯化铵后，氯化铵全部电离为NH 4+和Cl ˉ。

溶液中NH 4+浓度增大了，使生成物向反应物方向转化，也就是有较多的NH 4+与OH ˉ结合成为NH 3·H 2O 分子，并建立了新的平衡。

这时溶液的OH ˉ减少了，至使溶液的碱性减弱。

在弱电解质溶液中 ，加入和弱电解质具有相同离子的强电解质，使弱电解质的电离度减小的现象，叫做同离子效应。

在化学分析中常常应用同离子效应来调节溶液的酸碱性。

第二节 水的电离和溶液的PH
一、水的电离
用精密仪器测定时，发现水有微弱的导电性。

这说明水是一种极弱的电解质，它能电离出极少量的OHˉ和H+。

O≒OHˉ+H+
H
2
实验测得，在25℃时，1L纯水（）中有10-7mol分子电离，水中[H+]和[OHˉ]相等，都是10-7mol/L。

表示。

二者的乘积是一个常数，用K
W
= [H+] [OHˉ]= 10-7×10-7=10-14.············································（3-3）
K
W
式中，K
称为水的离子积常数，简称水的离子积。

任何一种稀溶液中[H+]和[OHˉ]的乘积都是一个常数，W
即10-14。

二、溶液的酸碱性和PH
常温时纯水中 [H+]和[OHˉ]相等，都是10-7 mol/L，所以纯水是中性的。

如果向纯水中加酸，由于H+的同离子效应，使水的电离平衡向左移动，当达到新的平衡时，溶液中[H+]＞[OHˉ]，即[H+]＞10-7 mol/L， [OHˉ] ＜10-7 mol/L ，溶液呈酸性。

如果向纯水中加入碱，由于OHˉ的同离子效应，也使水的电离平衡向左移动，当达到新的平衡时，[OHˉ] ＞[H+]，即[OHˉ] ＞10-7mol/L，[H+]＜10-7mol/L，溶液呈碱性。

由此可见，溶液的酸碱性与[H+]和[OHˉ]的关系可表示为
中性溶液 [H+]=[OHˉ]= 10-7 mol/L
酸性溶液 [H+]＞10-7 mol/L＞[OHˉ];
碱性溶液 [H+]＜10-7 mol/L＜[OHˉ]。

[H+]浓度越大，溶液的酸性越强; [H+]越小,溶液的酸性越弱。

可以看出，在酸性溶液里不是没有OHˉ，在碱性溶液中也不是没有H+，在碱性、酸性、中性溶液里，都同时含有H+和OHˉ，只是两种离子的浓度大小不同而已。

溶液的酸碱性可用[H+]或[OHˉ]来表示，习惯上常用[H+]表示。

当溶液里[H+]很小时,用[H+]表示溶液的酸碱性就很不方便,因此,常用PH表示溶液的酸碱性.。

PH就是氢离子浓度的负对数。

即PH=-lg[H+]································································（3—4）溶液的酸碱性和PH的关系是：
中性溶液，PH=7；酸性溶液，PH＜7；碱性溶液，PH＞7。

溶液的PH越小，酸性越强；溶液的PH越大，碱性越强。

所以可以用PH表示溶液的酸性强弱和碱性强弱。

[H]和PH的对应关系可用图3-1表示。

10
图3—1 [H+]和PH的对应关系图
第三节酸碱指示剂和酸碱滴定
一、酸碱指示剂
溶液的酸碱性对化学反应的影响很大。

测定溶液PH的方法有很多，通常用酸碱指示剂、PH试纸或PH计（酸度计）来测定。

酸碱指示剂是一种有机酸或弱碱,溶液中PH的改变会引起指示剂分子结构的改变,从而发生颜色的变化。

每一种指示剂有一定的变色范围,因此,可根据指示剂颜色的变化确定溶液的PH。

常用的几种指示剂的变色范围如表3—1所示。

二、酸碱滴定
酸碱滴定是以中和反应为基础的。

通常可用已知浓度的酸溶液来测定碱溶液的浓度(也可已知浓度的碱溶液来测定酸溶液的浓度)。

为了测定碱溶液的浓度 ，测定时可把已知浓度的酸溶液用滴定管滴入一定量的被测碱溶液中，当酸碱完全反应时（这时加入的酸标准溶液物质的量与待测碱溶液的物质的量符合反应式的化学计量关系）,根据酸标准溶液的浓度和所消耗的体积,算出碱溶液的浓度。

滴加酸标准溶液的过程称为滴定。

酸碱反应完全的这一点,称为化学计量点,亦称等当点。

在等当点时，反应往往没有易为人察觉的任何外部特征，因此，通常都是在待测溶液中加入指示剂（如甲基橙），利用指示剂颜色的突变判断等当点的到达。

但指示剂的本身是一种弱有机酸或弱有机碱，它在变色时要消耗一定量的酸或碱，为了减小实验误差,指示剂的用量不易过多,否则会影响滴定的精确性。

例 3-1 中和盐酸，用去c （NaOH ）为 mol/L 的氢氧化钠溶液 。

求该盐酸的浓度为多少 解：c （HCl ）V （HCl ）= c （NaOH ）V （NaOH ）
）
（）（L mol HCl V NaOH V NaOH c HCl c /1010.000
.2005
.102010.0)()()(=⨯== 答：盐酸的浓度c （HCl ）是L 。

第四节 缓冲溶液
一、缓冲作用和缓冲溶液
纯水的PH 为7，如果在纯水中加入少量的酸和碱，PH 就会有显着的变化。

如在1L 纯水中加入两滴（约 mol ）c （HCl ）为1 mol/L 的溶液，[H +]就由10-7 mol/L 增加到10-4mol/L ，PH 由7降低为4，降低了3个PH 单位。

若在1L 纯水中滴加2滴c （NaOH ）=1 mol/L 的氢氧化钠溶液，[OH ˉ]为10-4 mol/L ，[H +]就由10-7 mol/L 降低为10-10 mol/L ，PH 由7上升到10，升高了3个PH 单位。

但是，在1L 含有醋酸及醋酸钠各为 mol/L 的混合溶液中，同样加入少量盐酸和氢氧化钠溶液，则PH 几乎不变。

如果在含有氢氧化铵和氯化铵各为 mol/L 混合溶液中，加入酚酞指示剂，再在其中加入少量盐酸或氢氧化钠溶液或加水稀释，则溶液的颜色也几乎不变。

以上这种含有弱酸（或弱减）及其溶液叫缓冲溶液。

它在一定范围内能使原来的PH 不因外来的少量的碱而发生显着变化。

二、缓冲溶液的组成
缓冲溶液其组成中必须具有抗酸成分和抗碱成分，且两种成分之间必须存在化学平衡通常把这两种成分称为缓冲对或缓冲系.实验得知：凡是弱酸和它的强碱盐\或弱碱和它的强酸盐,以及多元酸式盐和其对应的次级盐,都可作为缓冲对.根据缓冲对的组成不同,缓冲溶液有3种类型.
1.弱酸及其对应的盐
如醋酸与醋酸钠,碳酸与碳酸氢钠。

弱 酸 对应盐
(抗碱成分) (抗酸成分) HAC NaAc
H
2CO
3
NaHCO
3
2. 弱碱及其对应的盐
如氨水与氯化铵。

弱碱对应盐
(抗酸成分) (抗碱成分)
NH
3·H
2
O NH
4
Cl
3. 多元酸的酸式盐及其对应的次级盐
如碳酸氢钠与碳酸钠、磷酸二氢钠与磷酸氢二钠。

多元酸的酸式盐对应的次级盐 (抗碱成分) (抗酸成分)
NaHCO
3 Na
2
CO
3
NaH
2PO
4
Na HPO
4
三、缓冲作用的原理
在含醋酸和醋酸钠的溶液中，存在着下列电离：
NaAc→Na++Ac—
HAC≒H++ Ac—
醋酸钠完全电离生成Na+和Ac—离子。

同离子效应使醋酸的电离程度降低。

因此，在这个溶液中存在着大量的醋酸分子和Ac—离子，而且它们之间按式（3—5）建立电离平衡，则生成物必然向着反应物转化，也就是溶液中的Ac—离子将和H+，结合生成难电离的醋酸分子，最后又建立了新的平衡。

达到新的平衡时，[HAc]仅略有增加，[Ac—]略有减少，溶液中[H+]实际上很少改变。

当加入少量碱时，溶液中的HAc电离的H+立即与OH离子结合，生成更难溶的H
2
O分子。

由于H离子减少，溶液中的HAc分子又立即电离为Ac-和H+离子，由于溶液中有大量的HAc分子存在，因此尽管消耗了HAc分子，而
[H+] 几乎维持不变。

若加入少量的水使溶液稀释时，则由于溶液中[HAc]和 [Ac—] 降低的倍数相等，故 [HAc]/[Ac—] 的值不变，根据[H+]=K [HAc]/[Ac—]，可知[H+ ] 仍无变化。

显然如果溶液中[HAc]或[Ac—] 太低，而加入大量的酸或碱时，溶液的PH也将发生变化。

在碳酸-碳酸氢钠缓冲溶液中，碳酸是弱酸，而碳酸氢钠是强电解质，它们的电离式如下：
①H
2CO
3
=H++HCO
3
- （3-7）
②NaHCO
3
≒HCO3-+ Na+ （3-8）
③HCO3-=H++CO32- （3-9）
在此溶液中，含有大量的HCO3-O3和CO32-。

当加入酸时，则[H+]增加，式（3-9）电离平衡
向左移动，也就是H+与CO32-结合成 HCO3-离子；当加入碱OH-离子，降低了[H+]，平衡就向右移动，也就是溶液中的HCO3-离子电离生成H+离子。

因此碳酸和碳酸盐的混合物溶液就起到了缓冲作用。

缓冲溶液在工业、科研等方面有着重要的意义。

例如，金属器件进行电镀时的电镀液常用缓冲溶液来控制一定pH。

又如人类的血液即依赖缓冲作用而维持其pH在附近，否则就会生病甚至死亡。

在食品检验中，分离和鉴定某些离子也要用到缓冲溶液。

每一种缓冲溶液都只能在一定的PH范围起到缓冲作用。

常用的缓冲溶液的PH范围及配制方法可以从分析手册中查到。

第四章沉淀溶解平衡。