缓冲溶液及其配制

缓冲溶液及其配制

1.定义

一个弱酸和它的盐的混合溶液或者一个弱碱和它的盐的混合溶液能够将H＋的活度维持在狭窄的pH范围内。少量酸(或碱)的加入并不改变(或者改变得很少)该溶液的pH值，因此称它为缓冲溶液。

2.分类

缓冲溶液可分为标准缓冲溶液和一般缓冲溶液两类。有时将缓冲溶液根据用途分为下面几类。

一级标准缓冲溶液，其pH值是由计量部门测定和传递的。

pH标准缓冲溶液（配制方法略）

化学试剂pH测定用标准缓冲溶液（配制方法略）

指示剂pH变色范围测定用缓冲溶液（配制方法略）

配位滴定用缓冲溶液（配制方法略）

控制反应介质酸碱度的缓冲溶液（配制方法略）

挥发性缓冲溶液（见本文）

全域缓冲溶液（见本文）

3.性质

3.1缓冲容量

任何缓冲溶液的缓冲能力都是有一定限度的。若加入酸、碱过多或过分稀释，都会失去其缓冲作用。缓冲溶液的缓冲能力以缓冲容量β表示，β值越大，溶液的缓冲能力也越大

缓冲溶液的选择首先要考虑有较大的缓冲能力，其次是选择弱酸的pKa接近于所需的pH，并控制弱酸与共扼碱浓度比近于1:1，所用缓冲物质总浓度应当大一些(一般0.01-0.1mol/L之间)。此外，缓冲体系不应对分析过程有显著影响。例如，用于光度分析的缓冲溶液在所测波长范围内应基本没有吸收，在络合滴定中使用的缓冲溶液不应对被测离子有显著的副反应。

3.2稀释值

用某体积的纯水来稀释一定浓度的缓冲溶液时所引起的pH变化，这个数值越小则说明稀释对该缓冲溶液的pH值的影响越小。

3.3温度系数

由于温度的变化能够影响各物质在溶液中的离解平衡，因而也影响溶液的pH值。将温度变化1℃所引起的某缓冲溶液pH值的变化称为该缓冲溶液的温度系数。其数值越大，说明温度对它的pH值影响越大，若温度升高pH值增大，则温度系数为正，反之为负。

4.标准缓冲溶液的配制和保存

配制标准缓冲溶液的水，可以用新鲜的普通蒸馏水(电导率为1×10-5S·cm-1左右)，或经离子交换制得的纯水。对于0.01级以上的精密pH计，标准溶液最好用电导率小于1×10-6S·cm-1的水配制。

关于缓冲溶液的保存时间，一般认为磷酸盐、硼砂为二个月，其余为三个月，如果有长霉、沉淀和浑浊等现象，就不能使用。

4.1挥发性缓冲溶液的配制

下列缓冲溶液按pH由小到大顺序排列。

4.2全域缓冲溶液

在实际工作中，要求在很宽的pH范围中都有缓冲作用，具有这种性质的溶液称为全域缓冲溶液。这种缓冲溶液是由几种pKa值不同的弱酸混合后加入不同量的强酸、强碱制备的。

伯瑞坦－罗宾森(Britton-Robinson )缓冲溶液就是一种全域缓冲溶液，它是由浓度均为0.04 mol/L的H3PO4、H3BO3和HAc混合而成的，向其中加入不同体积的0.2.mol/L NaOH，即可得所需pH的缓冲溶液。