PH标准缓冲液配置

标准缓冲溶液(均用pH标准缓冲物质配制)
1.1 苯二甲酸氢钾标准缓冲溶液：c(KHC8H4O4)=0.05 mol/L(25℃时，pHs=4.003)。

苯二甲酸氢钾的pH标准缓冲物质，有小塑料袋和瓶装两种，配制方法如下：
a)袋装配制法：
在250 mL(或500 mL)量瓶中(根据袋中标准缓冲物质量，选择量瓶大小)，按袋上的说明配制成所需的浓度。

保存于聚乙烯瓶中。

b)瓶装配制法：
称取5.10 g苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4预先在115℃±5℃，烘2～3 h，于干燥器中冷却)，溶于水并稀释至500 mL，混匀。

保存于聚乙烯瓶中。

1.2 0.025 mol/L磷酸二氢钾(KH2PO4)和0.025 mol/L磷酸氢二钠(Na2HPO4)混合标准缓冲溶液(25℃时，pHs=6.864)：
磷酸二氢钾和磷酸氢二钠的pH标准缓冲物质，有小塑料袋装(混合磷酸盐)和瓶装(两种pH标准缓冲物质分别包装)两种。

配制方法如下：
a)袋装配制法：
在量瓶(根据袋上说明确定量瓶大小)中按袋上说明配制成所需浓度后，保存于聚乙烯瓶中。

b)瓶装配制法：
迅速称取3.40 g磷酸二氢钾(KH2PO4)和3.55 g磷酸氢二钠(Na2HPO4)(均预先在115±5℃烘2～3 h，于干燥器中冷却)溶于蒸馏水，转入1 000 mL量瓶中，加水至标线，混匀。

1.3 0.008 695 mol/L磷酸二氢钾(KH2PO4)和0.030 43 mol/L磷酸氢二钠(Na2HPO4)标准混合缓冲溶液(25℃时，pH=7.413)：
磷酸二氢钾和磷酸氢二钠两种pH标准缓冲物质分别用瓶包装，配制方法如下：
迅速称取1.18 g磷酸二氢钾和4.31 g磷酸氢二钠(均预先在115℃±5℃烘2～3 h，于干燥器中冷却)，溶于水，全量移入1 000 mL量瓶中，加水至标线，混匀。

保存于聚乙烯瓶中。

1.4 硼砂标准缓中溶液：c(Na2B4O7·10H2O)=0.010 mol/L(25℃时，pHs=9.182)。

硼砂的pH标准缓冲物质也有塑料袋装和瓶装两种，配制方法如下：
a)袋装配制法：
在500 mL量瓶中，按袋上说明配制成所需浓度后，分装于5个100 mL聚乙烯瓶中，瓶口用石蜡熔封。

b)瓶装配制法：
称取1.91 g硼砂(预先在盛有蔗糖饱和溶液的干燥器中平衡两昼夜)，溶于刚煮沸冷却的蒸馏水，全量转入500 mL量瓶中，加水至标线，混匀。

分装于5个100 mL聚乙烯瓶中，瓶口用石蜡熔封，有效期为三个月，经常使用的缓冲溶液，每周更换一次。

各种标准缓冲溶液的pH值随温度的变化而变化。

0～45℃的pH值列于表21中。

27.1.3.2 饱和氯化钾溶液：
称取40 g氯化钾(KCl)，加100 mL水，充分搅拌后盛于试剂瓶中(此溶液应与氯化钾固体共存)。

表21 0～45℃标准缓冲物质的pH值
温度，℃苯二甲酸氢钾(27.1.3.1.1) 混合磷酸盐(27.1.3.1.2) 磷酸盐(27.
1.3.1.3) 硼砂(27.1.3.1.4)
0 4.006 6.981 7.534 9.458
5 3.999 6.949 7.500 9.391
10 3.996 6.921 7.472 9.330
20 3.998 6.879 7.429 9.226
25 4.003 6.864 7.413 9.182
30 4.010 6.852 7.400 9.142
35 4.019 6.844 7.389 9.105
40 4.029 6.838 7.380 9.072
45 4.042 6.834 7.373 9.042
简便配方:
PH4.01用10.21克在105度烘过的苯二甲酸氢钾，用水稀释定容1L，即为0.05mol/l。

PH6.87，3.39克在50度烘过的磷酸二氢钾和3.53克无水磷酸氢二钾，溶于水定容1L。

即为0.025mol/l磷酸二氢钾及0.025mol/l磷酸氢二钠溶液。

PH9.18用3.80克硼砂溶于无二氧化碳的冷水中定容1L。

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. PH 4.003 25度邻苯二甲酸氢钾可配制250ML 溶液
2. PH 6.864 25度混合磷酸盐可配制250ML 溶液
3. PH 9.182 25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=pKb φ±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。