有关缓冲溶液的几个问题.

有关缓冲溶液的几个问题
在下面的讨论中将要用到的符号：
c a ——弱酸的浓度
c b ——弱碱的浓度
c s ——盐的浓度
Ka ——弱酸的解离常数
Kb ——弱碱的解离常数
Kw ——水的离子积
由于在配制过程中，弱酸、弱碱、盐的浓度的单位都相同，所以就不必注明它们的单位。

一、缓冲溶液本身的pH 值
计算公式如下： pH=pKa s
a c c lg −（用于酸型缓冲溶液pH 的计算） pH=pKw-pK
b s b
c c lg
+（用于碱型缓冲溶液pH 的计算） 二、提高缓冲溶液的缓冲能力的方法。

缓冲溶液的缓冲能力是有一定限度的，对同一种缓冲溶液来说，它们的pH 决定于s a c c （或s
b c c ）的比值。

只有当这个比值改变不大，溶液的pH 才不会有大的变化。

为此如欲提高缓冲溶液的缓冲能力，必须：
1、 适当提高c a （或c b ）和c s 的浓度。

在实际工作中因往往只需控制pH 于一定范围内而无须控制在某一固定pH 值，因此c a （或c b ）和c s 的浓度也不必过高。

当c a
（或c b ）和c s 的比约为1时，则它们的浓度可以大致配制在0.1mol/L~1mol/L 为宜。

在此浓度范围内，由下面的计算可见，如每L 溶液中增加0.01molH ＋，则溶液的pH 改变不过
在0.01至0.1单位。

以酸型缓冲溶液为例计算。

缓冲溶液原来的pH 值：pH=pKa s
a c c lg −=pKa 在c a 和c s 的浓度各为0.1mol/L 时，溶液的pH 值改变为：
1.0pKa 0.01
0.10.01-0.1lg pKa pH 0.1−≈++= 在c a 和c s 的浓度各为1mol/L 时，溶液的pH 值改变为： 01.0pKa 0.0110.01-1lg
pKa pH 1−≈++= 2、 保持c a （c b ）和c s 的浓度接近，一般以1：1或相近比例配制的缓冲溶液其缓冲能力最大。

例如两者总浓度为2mol/L ，当s
a c c ＝1时，每L 溶液增加0.01molH +时，由上面的计算结果，pH 仅
改变0.01单位，而当s
a c c ＝1/99时，溶液中pH 改变为0.3单位。

缓冲溶液原来的pH 值：0.2pKa 1.980.02lg
pKa pH −≈+= 加入0.01moLH ＋后，溶液的pH 值变为：3.2pKa 0.01
1.980.01-0.02lg pKa pH 0.01H −≈++=+ 由上面的讨论可见，为了配制一个缓冲能力较大的缓冲溶液，缓冲物质对的浓度要大一些，
s a
c c （或s
b c c ）之比近于1是最佳的条件，实验证明：常用缓冲溶液各组分的浓度之比可保持在c a /c s （或c b /c s ）＝0.1～10之间，其相应的pH 及pOH 变化范围应是：
pH ＝pKa ±1
pH ＝pKb ±1
这一范围称为缓冲溶液最有效的缓冲范围，各体系的相应缓冲范围显然决定于它们的Ka ，Kb 值。

在实际配制一定pH 缓冲溶液时，为使c a /c s （或c b /c s ）接近于1，则只要选用pKa 或pKb 等于或接近该pH 值的弱酸（弱碱）－弱酸盐对。