缓冲容量与缓冲溶液
3第三章缓冲溶液
第一节 缓冲作用 第二节 缓冲溶液的pH值 第三节 缓冲容量
引言
生物体液都有各自相对稳定的pH值。比如血液 pH=7.35～7.45，超过此范围，就会引起酸中毒 或碱中毒。而生物体自身代谢一些酸碱物质， 如柠檬酸、乳酸等，体外也要引入酸碱物质， 但体液pH值并不以这些酸碱性物质的摄入而改 变－－体液的缓冲作用。
第三节 缓冲容量（buffer capacity）
一、缓冲容量（β）的定义
使单位体积（1升或1毫升）缓冲溶液的pH值改变1
个pH单位时，所需外加一元强酸或一元强碱的物
质的量(mol)。
OH-
HB HB
pH
db da
dpH dpH H+
pH
HB HB
缓冲容量是溶液的一个状态参数，当溶液的状 态发生变化时，缓冲容量也发生变化。
同理，当体内碱性物质增多并进入血浆时，平
衡正向移动，H2CO3浓度降低，而HCO3-浓度增 大，此时则由肺部控制对CO2的呼出，以及由肾 脏加速对HCO3-的排泄，保持血浆的pH 恒定。
Henderson-Hasselbalch方程的意义
提供了计算缓冲溶液pH值的工具。
计算时注意： 式中Ka为缓冲系中共轭酸的酸常数。 [B-]、[HB]是平衡浓度，但因CHB、CB-都较大， B-对HB的同离子效应，使CHB ≈[HB]， CB-≈[B-]， 具体计算时平衡浓度可近似用配制浓度代替。
缓冲溶液有限稀释时， Ka与缓冲比均不变，pH不变，即 缓冲溶液也有抗稀释的作用。
对溶液稀释过程pH变化的控制
pH pH
7
6
a)
HCl
5
4
第三章 缓冲溶液
β=
def
dna( b ) V dpH
pH的微小改变量 的微小改变量
dn和V一定，|dpH|愈小，β愈大，缓冲能力越强 和 一定 一定， 愈小， 愈大 愈大， 愈小 |dpH|和V一定，dn愈大，β愈大，缓冲能力越强 和 一定 一定， 愈大 愈大， 愈大 愈大，
缓冲容量与缓冲溶液浓度的关系
[HB] [B-] c总＝[HB]+[B-]
缓冲比
Henderson-Hasselbalch方程式 方程式
公式的几种变形
[B − ] pH = pK a + lg [HB ] [B − ] c (B - ) pH = pK a + lg = pK a + lg [HB ] c ( HB )
[B − ] n(B - ) pH = pK a + lg = pK a + lg n( HB ) [HB ]
−
思考题： 思考题：
缓冲溶液既可以用共轭酸碱对混合配制 而成， 而成，也可用在某种弱酸中加入 NaOH 或 配制而成。 在某种弱碱中加入 HCl 配制而成。 在1L 0.1 mol·L-1 的 HAc 中加入少量固 体NaOH，若溶液体积不变，问总浓度为多 ，若溶液体积不变， 随着NaOH的不断加入，该缓冲溶液的 的不断加入， 少？随着 的不断加入 总浓度将如何变化？ 总浓度将如何变化？
影响缓冲容量的因素
4.75
(1) 0.05 mol·L-1 HCl (2) 0.1mol·L-1 HAc+NaOH (3) 0.2mol·L-1 HAc+NaOH
(4) 0.05 mol·L-1KH2PO4+NaOH (5) 0.05 mol·L-1 H3BO3+NaOH (6) 0.02mol·L-1 NaOH
第4章 缓冲溶液
缓冲溶液pH的计算
例 将20 mL 0.10 mol· -1 的 H3PO4溶液与 30 mL L 0.10 mol· -1 的 NaOH溶液混合，求所得缓冲溶 L 液的pH=？( pKa1=2.16, pKa2=7.21, pKa3=12.32 )
解: 反应后 H3PO4 0 NaH2PO4 反应前 反应后 2.0 mmol 1.0 mmol + NaOH 1.0 mmol + NaOH 1.0 mmol 0
1
分子分母同乘 ([HB]+[B-])
分子分母同除[HB-]
4.3.2 缓冲比与最大缓冲容量βmax
1 2.303 c总 [B ] [HB] 1 [HB ] 1 [B ] 缓冲比等于1时， 1
2.303
lg i Azi
2
I
实际应用中，常用pH计测量缓冲溶液pH值， 然后滴加少量强酸强碱加以调节。
不同I和z时缓冲溶液的校正因数（20oC）
I 0.01 0.05 z = +1 +0.04 +0.08 z=0 -0.04 -0.08 z = -1 -0.13 -0.25 z = -2 -0.22 -0.42
第四章 缓冲溶液
Buffer Solution
本章要点
缓冲溶液的组成及作用机理
缓冲容量
缓冲溶液pH值计算
缓冲溶液的应用
4.1缓冲溶液及缓冲机制
实验现象： 向1.8×10－5mol/LHCl 溶液中(pH=4.74)中加入少 量酸或碱，pH值会发生显
著变化；
向HAc-NaAc混合液中 加入少量酸或碱，溶液的 pH值几乎不变。
基础化学第7章缓冲溶液
由此得出：
缓冲溶液具有抗酸性、抗碱性和抗稀释性.。
【例题2】 在0.10mol·L-1NaH2PO4溶液300ml中 加 入0.10 mol·L-1NaOH溶液200ml 和400ml ， 求混合溶液的pH值。 解：（1）在NaH2PO4溶液中加入200ml0.10 mol·L-1NaOH溶液后有如下反应， 过量
pH 4.75 lg 0.055 4.75 0.56 5.31 0.015
即缓冲溶液的pH值由原来的5.15升至5.31
（3）加入100ml水后，溶液的pH值:
[HAc] = 0.020 1000 0.018 (mol·L-1) 1100
[NaAc]= 0.0501000 0.045 (mol·L-1) 1100
缓冲比在 1 ～ 10 具有有效缓冲作用
10
1
pH = pKa ±1
pKa + 1～ pKa -1
常用缓冲系的缓冲范围
缓冲系
HCl-KCl
H2C8H4O4- NaOH KHC8H4O4- NaOH
HAc-NaAc
KH2PO4- NaHPO4 H3BO3- NaOH
NaHCO3- Na2CO3
pKa 缓冲范围 1.0～2.2
7.0
指示剂
溴麝香草酚蓝
颜色 绿 绿
绿
加酸 黄 黄
绿
加碱 蓝 蓝
绿
黄 6.0~~绿~~~7.6 蓝
2．定义：
把能够抵抗外来少量强酸、强碱或 稍加稀释而保持pH值基本不变的溶液称 为缓冲溶液。
把溶液能够抵抗外来少量强酸、强 碱或稀释而保持pH值基本不变的作用称 为缓冲作用。
pH计缓冲溶液、缓冲指数和缓冲容量简介
pH计缓冲溶液、缓冲指数和缓冲容量简介酸度计应定期进行计量检定，并符合国家有关规定。
测定前，应采用下列标准缓冲液校正仪器，也可用国家标准物质管理部门发放的标示pH 值准确至0.01pH 单位的各种标准缓冲液校正仪器。
1. 缓冲作用与缓冲溶液纯水在25℃时pH值为7.0，但只要与空气接触一段时间，因为吸收二氧化碳而使pH值降到5.5左右。
1滴浓盐酸(约12.4mol·L-1)加入1升纯水中，可使[H ]增加5000倍左右(由1.0×10-7增至5×10-4mol·L-1)，若将1滴氢氧化钠溶液(12.4mol·L-1)加到1升纯水中，pH变化也有3个单位。
可见纯水的pH值因加入少量的强酸或强碱而发生很大变化。
然而，1滴浓盐酸加入到1升HOAc-NaOAc 混合溶液或NaH2PO4-Na2HPO4混合溶液中，[H ]的增加不到百分之一(从1.00×10-7增至1.01×10-7mol·L-1)，pH值没有明显变化。
这种能对抗外来少量强酸\强碱或稍加稀释不引起溶液pH值发生明显变化的作用叫做缓冲作用;具有缓冲作用的溶液，叫做缓冲溶液。
2. 缓冲溶液的组成缓冲溶液由足够浓度的共轭酸碱对组成。
其中，能对抗外来强碱的称为共轭酸，能对抗外来强酸的称为共轭碱，这一对共轭酸碱通常称为缓冲对、缓冲剂或缓冲系，常见的缓冲对主要有三种类型。
(1) 弱酸及其对应的盐例如，HOAc-NaOAc(实际上是OAc-);H2CO3-NaHCO3;H2C8H4O4-KHC8H4O4(邻苯二甲酸-邻苯二甲酸氢钾);H3BO3-Na2B4O7(四硼酸钠水解后产生H2BO-3)。
(2) 多元弱酸的酸式盐及其对应的次级盐，例如，NaHCO3-Na2CO3;NaH2PO4-Na2HPO4;NaH2C5HO7(柠檬酸二氢钠)-Na2HC6H5O7;KHC8H4O4-K2C8H4O4。
第四章缓冲溶液
如计算上节例1中HAc-Ac- 缓冲体系的缓冲容量：
加入0.010 mol HCl时，
n
0.010
0.11
V | pH | 1.0 | 4.66 4.75 |（mol L-1 pH-1）
15
二、影响缓冲容量的因素
1、缓冲溶液的总浓度：c总 = [ A- ] + [ HA ] • 缓冲比一定时，缓冲溶液的总浓度越大，
（1）单位体积缓冲溶液的pH值改变1（dpH＝1）
时所需加入的一元强酸或一元强碱的物质的量。
（2）为正值，越大，缓冲溶液的缓冲能力越强。 （3）的单位：mol L-1 pH-1
14
2、实际工作中常用公式： n
V | pH |
• V 表示缓冲溶液的体积 • n 表示加入的一元强酸或强碱的物质的量 • pH表示缓冲溶液pH值的变化
缓冲容量越大；且缓冲比等于1时，缓冲容量最大(max)
17
3、与pH的关系曲线：
（N冲很能碱1值曲由现（H可，越时aA3能大力）1，线于峰看缓大2O），c）H-力是本体值。此2出冲，N曲当1、曲，， 由 身 系 时、它时a溶缓缓线缓 3A线它且 于 的 不6、们液 冲冲c出冲代最2缓们强 同缓 p4具的 容比、现比H、表大冲也酸 ，冲有量相3总很 不等盐 一 5，都体有（ 出容缓。越同浓低 同于酸峰如代系缓强量冲大时度（和表，
21
例2：欲配制pH5.0缓冲溶液，试计算在50mL 0.1molL-1 HAc溶液中加入0.1 molL-1 NaOH溶液多少毫升?
解：设加入NaOH溶液 x mL。
pH
pK a
lg
n Ac n HAc
pK a
lg
0.1x 0.1 (50 x)
缓冲溶液的缓冲容量
缓冲溶液的缓冲容量摘要：本文介绍了缓冲溶液的定义、缓冲容量的概念、意义及数学定义式，并以HA-A-缓冲体系为例,从理论上探讨了总浓度、组分比及外加酸碱浓度对缓冲溶液缓冲能力的影响，同时由缓冲微分方程式说明强酸、强碱溶液具有缓冲能力,并且比同总浓度的由共轭酸碱对组成的缓冲溶液的缓冲容量大。
缓冲溶液的总浓度越长,组分比越接近1,外加酸碱浓度越接近特征浓度,缓冲容量越大。
关键词：缓冲溶液;缓冲容量;总浓度；组分比; PH；缓冲范围Abstract:In this article,as an example with HA-A- buffer solution,general density,constituent ration and effect of buffer with acid and alki of buffer solution were discussed.Key words: Buffer solution;Buffer rolume;Component ratio; Density of acidity;density of alka-linity引言缓冲溶液是指能够抵抗外加少量酸、碱或稀释而保持本身PH值不甚改变的溶液，它一般由浓度较大的弱酸及其共轭碱组成。
由“缓冲”一词可知缓冲溶液的缓冲作用有一个有效的PH范围即有效缓冲范围；且在该范围内，缓冲溶液有一最大的缓冲能力。
一般用缓冲容量来表示缓冲溶液对外加强酸或强碱所具有的一定容量，它是衡量缓冲溶液的缓冲能力大小的尺度。
不同的缓冲溶液其缓冲能力是不同的,为了恒量不同缓冲溶液的缓冲能力的大小,由Van slyke[1]提出了缓冲容量的概念,其数学定义式为[2]:db daβ==-dPH dPH它的意义是使1升溶液的pH值增加dpH单位时,所需强碱物质的量db,或使1升溶液的pH值降低dpH值单位时,所需强酸物质的量da。
化学实验中广泛使用酸碱缓冲溶液以控制并稳定溶液的酸度。
实验报告缓冲溶液
一、实验目的1. 了解缓冲溶液的概念和作用。
2. 掌握缓冲溶液的制备方法。
3. 研究缓冲溶液的性质，如pH值、缓冲容量等。
二、实验原理缓冲溶液是一种能够抵抗外界酸碱物质加入时pH值变化的溶液。
它由弱酸及其共轭碱或弱碱及其共轭酸组成。
缓冲溶液的pH值主要由弱酸和其共轭碱的浓度比决定，其pH值计算公式为：pH = pKa + log([A-]/[HA])其中，pKa为弱酸的酸解离常数，[A-]为共轭碱的浓度，[HA]为弱酸的浓度。
缓冲溶液的性质主要包括pH值、缓冲容量、缓冲范围等。
pH值是缓冲溶液的重要指标，表示溶液的酸碱程度；缓冲容量表示缓冲溶液抵抗酸碱物质的能力；缓冲范围是指缓冲溶液能够抵抗酸碱物质加入时pH值变化的能力范围。
三、实验仪器与试剂1. 仪器：pH计、移液管、容量瓶、烧杯、玻璃棒等。
2. 试剂：醋酸、醋酸钠、氢氧化钠、盐酸、蒸馏水等。
四、实验步骤1. 准备缓冲溶液（1）取10mL醋酸，加入100mL容量瓶中。
（2）用移液管准确量取5mL醋酸钠，加入容量瓶中。
（3）用蒸馏水定容至100mL，摇匀。
2. 测定缓冲溶液的pH值（1）用pH计测定缓冲溶液的pH值。
（2）记录pH值。
3. 研究缓冲溶液的性质（1）加入少量盐酸，观察缓冲溶液pH值的变化。
（2）加入少量氢氧化钠，观察缓冲溶液pH值的变化。
（3）计算缓冲溶液的缓冲容量。
五、实验结果与分析1. 缓冲溶液的pH值为4.74。
2. 加入少量盐酸后，缓冲溶液的pH值变化不大，说明缓冲溶液能够抵抗酸性的变化。
3. 加入少量氢氧化钠后，缓冲溶液的pH值变化不大，说明缓冲溶液能够抵抗碱性的变化。
4. 缓冲溶液的缓冲容量为0.10mol/L。
六、实验结论1. 成功制备了缓冲溶液，并测定了其pH值。
2. 缓冲溶液具有抵抗酸碱物质加入时pH值变化的能力，即缓冲作用。
3. 缓冲溶液的缓冲容量为0.10mol/L，说明其抵抗酸碱物质的能力较强。
4. 本实验验证了缓冲溶液的性质，为实际应用提供了理论依据。
基础化学第四章 缓冲溶液
解： 25 C 时，Ka (HAc)＝1.8×10-5。 （1）HAc 和 Ac- 的浓度都较大，缓冲溶液的 pH 为： c(Ac ) pH p K θ (HAc) lg a c(HAc)
0.20mol L1 lg1.8 105 lg 5.05 1 0.10mol L （2）加入 10 mL 0.10 mol· -1 HCl 溶液后，HAc L 和 Ac- 的浓度分别为：
c(共轭酸)+c(共轭碱)
c(共轭碱) c(共轭酸)
缓冲溶液的缓冲比
说明：公式的其它形式
n(共轭碱)/V n(共轭碱) θ pH pK (HA) lg =pK a (HA) lg n(共轭酸)/V n(共轭酸)
θ a
1
2
n(共轭碱)/V pH pK (HA) lg n(共轭酸)/V
HAc 和 Ac- 的浓度都比较大，缓冲溶液的pH为：
0.19mol L1 pH lg1.8 10 5 lg 5.11 1 0.082mol L
加入 10 mL 0.10 mol· -1 NaOH 溶液后， 溶液的 L pH由5.05升高到5.11，仅增大了0.06，表明缓冲溶液 具有抵抗少量强碱的能力。
θ a
c(共轭碱)V(共轭碱)/V总 =pK (HA) lg c(共轭酸)V(共轭酸)/V总
θ a
c(共轭酸)=c(共轭碱)
V(共轭碱) pK (HA) lg V(共轭酸)
θ a
例 25 C 时，1.0 L HAc-NaAc 缓冲溶液中含有 0.10 mol HAc 和 0.20 mol NaAc。 （1）计算此缓冲溶液的 pH； （2）向100mL该缓冲溶液中加入10mL0.10mol· -1 L HCl 溶液后，计算缓冲溶液的 pH； （3）向100mL该缓冲溶液中加入10mL0.10mol· -1 L NaOH 溶液后，计算缓冲溶液的 pH； （4）向100mL该缓冲溶液中加入 1L水稀释后，计 算缓冲溶液的 pH。
医学基础化学-第4章缓冲溶液
这种能抵抗外来少量强酸、强碱或稍加稀释，而保持其 pH值基本不变的溶液称为缓冲溶液（buffer solution）。其抵抗作用称为缓冲作用（buffer action）。 缓冲溶液在化学和生物医学系统中占有重要地位。
思考：
按酸碱质子理论，什么样的溶液具有这种作用呢？
缓冲溶液的定义
缓冲溶液的组成
成人胃液 0.9 ~ 1.5 婴儿胃液 5.0 柠檬汁 2.4 醋 3.0 葡萄汁 3.2 橙汁 3.5 尿 4.8~8.4 唾液 6.5~7.5 牛奶 6.5 乳 汁 6.0 ~ 6.9 血液、脑脊液 7.35~7.45 眼泪 7.4 胰液 7.5 ~ 8.0 小肠液 ~ 7.6 大肠液 8.3 ~ 8.4
加HCl后
02
根据缓冲机制和平衡移动原理： pH = pKa + lg
pH =
当缓冲溶液中外加少量强酸时： 当缓冲溶液中外加少量强碱时：
pKa + lg
[共轭碱][酸]外加 [共轭酸]+[酸]外加 [共轭碱]+[碱]外加 [共轭酸][碱]外加
讨论：
上述计算缓冲溶液pH值的公式是否准确、严谨？计算值与pH计的实验测量值是否吻合？影响因素有哪些？
单位：mol • L–1 • pH–1
= 2.303 {[HB]/([HB]＋[B–])} {[B–]/([HB]＋[B–])} c总
二、影响缓冲容量的因素
缓冲比，即[B–] / [HB] ；
缓冲溶液的总浓度，即[B–] + [HB] 。
最大
1、缓冲比对缓冲容量的影响
当总浓度一定时：
cB–
两性物质
较浓的强酸或强碱
足够浓度的共轭酸碱对的两种物质，合称为缓冲系（ buffer system）或缓冲对（buffer pair）。——本章主要介绍对象
缓冲容量的计算公式推导
缓冲容量的计算公式推导缓冲溶液在化学中可是个相当重要的概念，而缓冲容量则是衡量缓冲溶液缓冲能力的一个关键指标。
那咱们今天就来好好唠唠缓冲容量的计算公式是怎么推导出来的。
先给不太熟悉的朋友简单介绍一下啥是缓冲溶液。
比如说，咱们身体里的血液就是一种天然的缓冲溶液，能让身体的酸碱度保持在一个相对稳定的范围内，不然咱可就得出大问题啦！缓冲溶液通常是由一对共轭酸碱对组成的，比如醋酸和醋酸钠。
当有少量的酸或者碱加入到这个体系中时，缓冲溶液能够通过共轭酸碱对之间的质子转移来抵消这些影响，从而保持溶液的 pH 值相对稳定。
那缓冲容量到底是个啥呢？简单说，缓冲容量就是衡量缓冲溶液抵抗 pH 值变化能力的一个量。
缓冲容量越大，缓冲溶液抵抗 pH 值变化的能力就越强。
接下来，咱们就正式进入缓冲容量计算公式的推导啦！咱们设缓冲溶液中弱酸（HA）及其共轭碱（A⁻）的浓度分别为c(HA) 和 c(A⁻) ，加入的强酸或者强碱的物质的量为 dn ，引起的 pH 值变化为 dpH 。
根据酸碱平衡的原理，当加入强酸时，会和 A⁻反应生成 HA ，此时溶液中的 [A⁻] 减小，[HA] 增加；加入强碱时则相反。
通过一系列复杂但又有趣的数学推导（这里的过程就不详细展开啦，不然会把大家绕晕的），最终可以得到缓冲容量的计算公式为：β =2.303 × [c(HA) × c(A⁻)] / (c(HA) + c(A⁻)) 。
咱们来通过一个具体的例子感受一下这个公式的魅力。
比如说有一个缓冲溶液，是由 0.1 mol/L 的醋酸和 0.1 mol/L 的醋酸钠组成。
假设加入了 0.01 mol 的盐酸，咱们来算算缓冲容量和 pH 值的变化。
先根据公式算出缓冲容量，然后再通过平衡常数等计算 pH 值的变化。
在实际的化学实验中，缓冲溶液的应用那可是非常广泛的。
我记得有一次在实验室里做实验，要测定一个酶的活性，这个酶对 pH 值的变化非常敏感。
缓冲溶液名词解释
缓冲溶液名词解释①缓冲溶液：用以控制pH值的酸碱盐等混合溶液。
②缓冲体系：指两个或两个以上能使pH值保持稳定的互相之间能起缓冲作用的组分组成的体系，也可理解为由一种缓冲物质和一种缓冲化合物构成的体系。
例如氯化钠缓冲溶液中除氯化钠外还含有碳酸氢钠、碳酸钙、葡萄糖等多种缓冲物质。
这类缓冲溶液可看做是一个复杂的缓冲体系，其pH值与浓度呈正比关系。
溶液的pH值越低，则缓冲能力越大。
这样的缓冲溶液叫高pH缓冲溶液， pH值一般在7～8。
缓冲溶液pH值可通过调节它们的组成来实现。
例如通常将氢氧化钠缓冲溶液pH值调到7左右。
③缓冲容量：指单位质量缓冲溶液所具有的缓冲能力。
④缓冲范围：指某缓冲溶液对某一溶液的缓冲能力在一定的浓度范围内的变化。
⑤缓冲指数：指某一溶液对某一溶液的缓冲能力与另一个缓冲溶液在同一浓度范围内变化的程度的比值。
一般来说，同一缓冲溶液的缓冲能力在不同浓度范围内变化时，缓冲指数相差不多，但有些特殊情况下，却有很大差别，甚至没有差别。
在生产和科研工作中经常遇到各种缓冲溶液，其作用主要有以下三方面：（ 1）用于实验室测定溶液的pH值，使仪器预热；（ 2）调节溶液的pH值；（ 3）贮存标本，用于化学实验和鉴定等。
例如：将蒸馏水加入NaHCO3溶液中，则缓冲溶液的pH值将被调至8左右，这就是pH计的原理。
这时，欲用pH计测定溶液的pH值，先需用溶液将pH计中的小玻璃泡浸湿，然后将待测溶液滴入小玻璃泡中，这时溶液的pH值即为小玻璃泡中的碱液的pH值，从而求出待测溶液的pH值。
③缓冲容量：指单位质量缓冲溶液所具有的缓冲能力，以ΩL （ g/L）表示，即Ω。
选择缓冲溶液的三个原则
选择缓冲溶液的三个原则
在实验和生产中，选择合适的缓冲溶液对于维持溶液pH值的稳定具有重要意义。
缓冲溶液能够抵消外界酸碱度变化，从而保持溶液pH值在一定范围内，这对于许多化学反应和生物反应的进行具有重要意义。
以下是选择缓冲溶液的三个原则：
一、缓冲溶液对反应物的测定没有干扰
选择缓冲溶液时，应确保其对反应物的测定不产生干扰。
这是因为某些缓冲溶液中的组分可能会与反应物发生反应，影响实验结果的准确性。
因此，在选择缓冲溶液时，应详细了解其成分以及与反应物可能的相互作用，以确保缓冲溶液对反应物的测定无干扰。
二、缓冲组分的浓度为1:1
缓冲溶液中的弱酸与弱碱组分之间的浓度比例应为1:1。
这样的比例能够使缓冲溶液在酸碱度发生变化时，缓冲组分能够更加有效地抵消这种变化，从而保持溶液pH值的稳定。
当缓冲溶液中弱酸与弱碱的比例不是1:1时，其缓冲效果会受到影响，可能导致溶液pH值波动较大。
三、有足够的缓冲容量
缓冲溶液的缓冲容量是指缓冲溶液在承受外部酸碱度变化时，能够抵消的酸碱物质的量。
选择缓冲溶液时，应确保其具有足够的缓冲容量，以便在实验或生产过程中，能够有效地抵消各种因素引起的酸碱度变化。
缓冲容量越大，缓冲溶液对酸碱度变化的抵抗能力越强。
综上所述，在选择缓冲溶液时，应遵循以下三个原则：缓冲溶液对反应物的测定没有干扰、缓冲组分的浓度为1:1以及有足够的缓冲容量。
通过遵循这些原则，可以确保所选缓冲溶液在实验和生产过程中能够有效地维持溶液pH值的稳定，为各种化学反应和生物反应提供良好的条件。
缓冲容量的计算
0.1mol/LNaH2PO4:pH=4.66 酒石酸氢钾(H2A):pH=3.70
当pH=4.66时
当pH=3.70时
H3PO4 0.003
H2A 0.15
H2PO4 1.00
HA 0.70
HPO42 0.003
A2 0.15
当pH=3.66时
H3PO4 0.03 H2PO4 0.97
当pH=2.70时
H2A 0.69 HA 0.31
当pH=5.66时
H2PO4 0.97 HPO42 0.03
当pH=4.70时
HA 0.31 A2 0.69
pH在3.66~4.66之间的缓冲容量:
0.03 00.1 0.003
pH在4.66~5.66之间的缓冲容量:
0.03 00.1 0.003
缓冲容量的计算缓冲容量计算磷酸缓冲液的ph变压器容量计算安装容量和计算容量电缆容量计算ups电池容量计算ups容量计算电池容量计算装机容量计算计算容量
缓冲容量的计算
姓名:岳红军 学号:02081083
缓冲容量 的定义为：
C pH
㈠由缓冲溶液HA-A-1的缓冲容量:
A H OH
简化缓冲溶液HA-A-1的缓冲容量:
A
加碱或加酸的缓冲容量表达式:
A
A 2
A 1
CHA
A
HA
HA 2
HA 1
CHA
㈡多元酸缓冲容量
二元酸加强碱的缓冲容量:
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
HA 2
HA 1
2 A2
A2
2
1
CHA
例1 酒石酸的pka1=3.04,pka2=4.37;计 算在pH=3和pH=4之间的缓冲容量.
缓冲作用的计算公式
缓冲作用的计算公式缓冲作用是指溶液对于外界酸碱变化的抵抗能力，通常用pH值来表示。
在化学和生物学领域，缓冲溶液被广泛应用于实验室实验和生产过程中，以保持溶液的稳定性和酸碱平衡。
缓冲作用的计算公式是非常重要的，它可以帮助我们预测和调整溶液的缓冲能力，以满足特定的实验需求。
缓冲作用的计算公式通常包括以下几个方面，缓冲容量、缓冲溶液的pH值、缓冲溶液的酸碱物质浓度等。
下面我们将逐一介绍这些计算公式的具体内容。
1. 缓冲容量的计算公式。
缓冲容量是指单位溶液中单位pH变化所需要的酸碱物质的量。
通常用以下公式来计算：β = Δc / ΔpH。
其中，β表示缓冲容量，Δc表示所加入的酸碱物质的摩尔浓度变化，ΔpH表示溶液的pH值的变化。
2. 缓冲溶液的pH值的计算公式。
缓冲溶液的pH值可以通过以下公式来计算：pH = pKa + log([A-]/[HA])。
其中，pH表示溶液的pH值，pKa表示缓冲溶液中酸的pKa值，[A-]表示缓冲溶液中的碱的浓度，[HA]表示缓冲溶液中的酸的浓度。
3. 缓冲溶液的酸碱物质浓度的计算公式。
缓冲溶液的酸碱物质浓度可以通过以下公式来计算：C = n / V。
其中，C表示溶液的酸碱物质浓度，n表示溶液中酸碱物质的摩尔数，V表示溶液的体积。
通过以上计算公式，我们可以准确地计算出缓冲溶液的缓冲容量、pH值和酸碱物质浓度，从而有效地调整溶液的缓冲能力，以满足实验的需要。
在实际应用中，我们还可以根据具体的实验条件和要求，选择合适的酸碱物质和浓度，来制备具有特定缓冲作用的溶液。
除了上述计算公式之外，我们还需要注意一些与缓冲作用相关的重要参数，如缓冲溶液的温度、离子强度等。
这些参数的变化都会对缓冲作用产生影响，因此在进行缓冲溶液的制备和调整时，需要对这些参数进行综合考虑。
总之，缓冲作用的计算公式是化学和生物学实验中不可或缺的重要工具，它可以帮助我们准确地预测和调整溶液的缓冲能力，从而保证实验的准确性和稳定性。
缓冲溶液缓冲容量计算公式
缓冲溶液缓冲容量计算公式缓冲溶液的缓冲容量是指溶液能够抵抗pH值变化的能力。
当加入一些酸或碱时，缓冲溶液会通过吸收或释放氢离子（H+）来抵消pH值的变化，从而保持溶液的稳定性。
缓冲容量的计算方法有很多种，下面将介绍一些常用的公式及其原理。
1. Henderson-Hasselbalch公式Henderson-Hasselbalch公式是最常用的缓冲溶液计算公式之一，它描述了酸性缓冲溶液的pH和添加的酸碱量之间的关系。
pH = pKa + log([盐]/[酸])其中，pH是溶液的酸碱性，pKa是酸的酸解离常数的负对数，[盐]是酸与碱所生成的盐的浓度，[酸]是酸的浓度。
2.缓冲溶液的pH范围缓冲溶液的pH范围也可以用来评估其缓冲容量。
一般来说，缓冲溶液的pH范围可以通过酸碱质量比和pKa值来估算。
pH范围≈pKa±1例如，一些缓冲溶液的pKa为7，那么它的pH范围大致为6到83.缓冲溶液的缓冲容量计算缓冲溶液的缓冲容量可以用公式进行计算。
缓冲容量=ΔC×V其中，ΔC是溶液酸碱浓度变化，单位为摩尔/升，V是溶液体积，单位为升。
缓冲容量的计算方法还有其他的，例如通过测定溶液的pH值和添加酸碱溶液的体积来计算缓冲容量。
具体方法如下：缓冲容量=(Vb-Va)×Cb其中，Vb是添加的酸碱溶液的体积，单位为升，Va是初始溶液的体积，单位为升，Cb是添加溶液的浓度，单位为摩尔/升。
需要注意的是，这些计算公式只是用于大致估算缓冲溶液的缓冲容量，在实际操作中还需要考虑其他因素，如溶液的离子强度、温度等。
因此，在实验中最好根据具体情况进行综合评估。
总之，缓冲溶液的缓冲容量是评估其抵抗pH值变化能力的重要指标。
通过掌握缓冲容量的计算公式及其原理，我们可以更好地设计合适的缓冲溶液体系，并进行相关实验或应用。
缓冲溶液缓冲溶液的缓冲原理缓冲溶液pH的计算缓冲
3.5缓冲溶液一、缓冲溶液的缓冲原理（一）定义及组成缓冲溶液：对溶液的酸度起稳定作用的溶液。
（1）向溶液中加入少量的强酸或强碱；（2）溶液中的化学反应产生少量的酸或碱；（3）溶液稍加稀释。
组成：浓度较大的弱酸及其共轭碱，HAc －Ac －；浓度较大的弱碱及其共轭 分析化学中缓冲溶液的用途有：1. 控制溶液的pH 的缓冲溶液；2. 测量溶液pH 时用作参考标准，即标准缓冲溶液（如校正pH 计用）。
二、缓冲溶液pH 的计算以HAc-Ac 为例HAc 初始浓度为c a ，NaAc 的初始浓度为c bH Ac HAcHAcH Ac HAc H Ac NaAc Na Ac c c Ka c c c Ka c +-+-+-+-++⋅=∴=⋅HAc α很小，由于同离子效应，HAc α更小lgab HAc abAc a H bc c c c c c c c Ka c pH pKa -+≈≈∴=⋅=- 三、缓冲容量缓冲范围1. 一元弱酸及其共轭碱：pKa ±1个pH 单位。
2. 二元弱酸及其共轭碱：当∆pKa>2.6时，为两段缓冲溶液pKa 1±1，pKa2±1；当∆pKa<2.6时,缓冲范围为：pKa 1－1至pKa 2＋1四、缓冲溶液的选择和配制：（一）缓冲溶液的选择原则：1.缓冲溶液对测量过程应没有干扰；2.所需控制的pH 应在缓冲范围之内，如果缓冲溶液是由弱酸及其共轭碱组成，pKa 应尽量与所需控制的pH 一致，即pKa ≈pH ；3. 缓冲溶液应有足够大的缓冲指数，以满足实际工作的需要；4.缓冲物质应廉价易得，避免污染。
（二）缓冲溶液的配制（1）弱酸（碱）溶液中加入固体共轭碱（酸）p102 例7（2）用相同浓度的弱酸（碱）和共轭碱（酸），按适当体积混合aa a ab b b b a aa a Hb b Vc V c V c c VV c V c V c c Vc V c K K c V +⋅=⋅⇒=⋅⋅=⋅⇒=⋅=⋅=⋅ （3）在一定量的弱酸（碱）加入强碱（酸），通过酸碱反应生成缓冲溶液。
缓冲容量及缓冲溶液的配制
缓冲容量及缓冲溶液的配制目的与要求：1、熟悉缓冲容量的概念及其影响因素。
2、熟悉缓冲溶液的配制3、熟悉血液中的缓冲系及体内缓冲系的缓冲机制重点：1、缓冲溶液的配制2、体内缓冲系的缓冲机制难点：1、体内缓冲系的缓冲机制基本内容：一、缓冲容量（buffer capacity ， ）1、定义：pH d d a(b)V n =βQuestion ：缓冲容量与缓冲溶液的缓冲能力的关系是？2、影响缓冲容量的因素) 总浓度结论：同一缓冲系，缓冲比一定时，总浓度越大，其缓冲容量越 ？ ) 缓冲比结论：同一缓冲系，总浓度一定时，缓冲比越接近1，缓冲容量越 ？ ；当缓冲比等于 ？ 时，pH = pK a ，缓冲容量 ？ 。
3、缓冲范围有效缓冲范围（buffer effect range ）：pH = pK a ±1二、缓冲溶液的配制1、配制原则：①选择适当的缓冲系) 所配制溶液的pH 应在所选缓冲系的有效缓冲范围（pK a ±1）内，并尽量接近弱酸的pK a ；Question ：已知H 3PO 4的p K a1=2.12，p K a2=7.20，p K a3=12.36，若配制与血浆pH 相近的缓冲溶液，应选用 ？ 缓冲系。
)其他因素②适当的总浓度：0.050 mol·L-1 ~ 0.20 mol·L-1为宜Question：总浓度过高、过低对所配缓冲溶液有怎样的影响？③计算所需缓冲系的量Exercises：例4-7 在研究酸雨造成的某地土壤的酸化问题时，需用pH=10.00的碳酸盐缓冲溶液。
在500mL 0.20mol·L-1的 NaHCO3溶液中，需加入多少克碳酸钠来配制1L缓冲溶液？已知H2CO3的p K a2=10.25。
例4-8用某二元弱酸H2B配制pH=6.00的缓冲溶液，应在450mL c(H2B)=0.100mol·L-1的溶液中，加入0.100mol·L-1的NaOH溶液多少毫升？已知H2B的p K a1=1.52、p K a2=6.30.(忽略溶液体积加合所引起的体积变化)。
缓冲容量与缓冲溶液
（2）加NaOH时的缓冲容量：在1L缓冲溶 液中加入0.005mol NaOH，则：
Δb0.005m Lo1l
例2-4的计算结果是：△pH=0.07 代入（2·10）式，得
β 0.0 0 0.m 5 0 L / 1 7 o 0 p 1 l .H 07
（二）影响缓冲容量的主要因素 1. 缓冲溶液总浓度 当缓冲比一定时，缓冲
7.2 (pKa2) 5.8 ～8.0
9.2
8.0 ～
H3BO3 —NaOH
10.3
10.0
NaHCO3 —Na2CO3
(pKa2)
9.2 ～
11.0
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。
例2-8现欲配制pH=5.0的缓冲溶液，试计算 在50ml 0.10mol·L-1HAc溶液中加入0.10mol·L-1 的NaOH溶液多少毫升？ 解：设需加入的NaOH溶液为xml，则加入
的成N的aNOaHA溶c的液物多质同少的毫量升浓也？是度0. 的共轭酸、碱溶液配制。设缓冲溶液的
溶液具有较大的缓冲能力。
总体积为V ，共轭酸的体积为V 、共轭碱的体 定义：使1L或1ml缓冲溶液的pH值改
总 另外，也常采用在一定量的弱酸溶液中，加
10mol·L-1HAc溶液中加入0.
HB
对中共轭酸的 pKa 与欲配制的缓冲溶液
例如，配制 pH值为4.8的缓冲溶液，可 选择HAc-NaAc缓冲对，因为HAc的 pKa=4.75。又如配制pH值为5.2的缓冲溶 液，应选择KHC8H4O4-KNaC8H4O4缓冲 对，因为KHC8H4O4的pKa=5.4，与欲配 制缓冲溶液的pH值(5.2)最接近。
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实验和计算表明，当缓冲比在1／10和10／1
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。
例如，配制 pH值为4.8的缓冲溶液，可 选择HAc-NaAc缓冲对，因为HAc的 pKa=4.75。又如配制pH值为5.2的缓冲溶 液，应选择KHC8H4O4-KNaC8H4O4缓冲 对，因为KHC8H4O4的pKa=5.4，与欲配 制缓冲溶液的pH值(5.2)最接近。
（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。设缓冲溶液的
总体积为V总，共轭酸的体积为VHB、共轭碱的体 积为VB-，混合前共轭酸、碱的浓度均为c，则：
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。
Δb ΔpH
式中△b为单位体积缓冲溶液的pH值改变 △pH 个单位时所加一元强酸或一元强碱 的物质的量。缓冲容量均为正值。通常缓 冲容量的单位为mol· L-1 · pH-1 。
cVHB HB V总
cVB B V总
代入（2· 8）式，得
pH pKa lg pH pKa lg
cVBБайду номын сангаас / V总 cVHB / V总 VB VHB
利用此式，只需按共轭酸碱溶液体积的比值配制 缓冲溶液。
例2-7用0.10mol· L-1 HAc和0.10mol· L-1NaAc溶液 配制pH=4.95的缓冲溶液100ml，计算所需两溶 液的体积。 解：已知：[HB]=[B-]=0.10mol· L-1
例2-8现欲配制pH=5.0的缓冲溶液，试计算
在50ml 0.10mol· L-1HAc溶液中加入0.10mol· L-1
的NaOH溶液多少毫升？ 解：设需加入的NaOH溶液为xml，则加入 NaOH的物质的量为0.10x(mmol)，生 成的NaAc的物质的量也是0.10x(mmol)， 那么，全部中和NaOH后剩余的HAc的 物质的量为(0.10×50－0.10x)(mmol)。
pKa 4.75
代入（2.11）式，得
pH 4.95
VHB VB 100ml
4.95 4.75 lg 1.58 VB 100 VB VB 100 VB
故
VB 61.2ml VHB 100 61.2 38.8(ml)
即取0.10mol· L-1HAc38.8ml和0. 10mol· L-1 NaAc61.2ml混合可得pH=4.95的缓冲液 100ml。
已知：pKa=4.75 pH=5.00 代入（2· 9）式，得
0.10x 5.00 4.75 lg 0.10 50 0.10x x 0.25 lg 50 x x 1.78 50 x x 32.00ml
所以，在50ml 0.10mol· L-1HAc溶液 中 加入32.00ml 0.10mol · L-1NaOH溶液， 即 可得到pH=5.00的缓冲溶液。 应该指出，用缓冲方程式计算得到pH 值与实验测得的pH值是稍有差异的，可用 pH计进行校正。 配制缓冲溶液也可按照现成的配方进 行配制，在医学上广泛使用的缓冲溶液的 配方列于表2-3和表2-4，以便参考使用。
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。
例2-6试求例2-4中加强酸（HCl）或强碱 （NaOH）时该缓冲溶液的缓冲容量。 解： （1）加HCl时的缓冲容量：在1L缓 冲溶液中加入0.005mol的HCl，则
Δb 0.005mol L
代入（2· 10）式，
1
例2-4的计算结果是：△pH=0.06
Δb ΔpH
得
β 0.005/0.06 0.083mol L1 pH1
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。表 2-2 列出的是几种常用缓冲溶液 中共轭酸的pKa及缓冲系的缓冲范围。
缓冲溶液的组成
作为弱酸的 缓冲范围 pKa
HCl-KCl 强电解质 1.2～2.2 2.9(pKa1) 2.2 ～4.0 H2C8H4O4(邻苯二甲酸)NaOH 5.4(pKa2) 4.0 ～5.8 KHC8H4O4(邻-苯二甲酸氢钾)NaOH 4.75 3.7 ～5.6 HAc—NaAc 7.2 (pKa2) 5.8 ～8.0 KH2PO4 —Na2HPO4 9.2 8.0 ～ H3BO3 —NaOH 10.0 10.3 NaHCO3 —Na2CO3 (pKa2) 9.2 ～ 11.0
（2）加NaOH时的缓冲容量：在1L缓冲溶 液中加入0.005mol NaOH，则：
Δb 0.005mol L
例2-4的计算结果是：△pH=0.07 代入（2· 10）式，得
1
β 0.005/0.07 0.071mol L1 pH1
（二）影响缓冲容量的主要因素
1. 缓冲溶液总浓度 当缓冲比一定时，缓冲