缓冲溶液huanchong rongye

对于外界因素(如加酸、加碱或稀释) 能在一定程度上起对抗作用，而保持溶液酸度或pH值基本不变的溶液叫做缓冲溶液。缓冲溶液通常由弱酸和弱酸盐 (如HAc和NaAc)、弱碱和弱碱盐 (如NH₃和NH₄Cl) 以及不同碱度的酸式盐 (如NaH₂PO₄和Na₂HPO₄) 等组成。
缓冲溶液具有调节溶液酸度或碱度的能力，可以HAc-NaAc缓冲液为例加以说明。因HAc和NaAc有共同离子Ac^-，体系中存在同离子效应，溶液中氢离子浓度的计算公式为：

表明溶液中 〔H⁺〕 只取决于酸、盐浓度的比值。若在溶液中加入少量强酸，则强酸的H⁺与溶液中的Ac^-结合形成HAc分子，使溶液中Ac^-的浓度稍有减小，HAc浓度稍有增大，由于加入强酸的量很小，引起酸，盐浓度比的改变很小，因此溶液的氢离子浓度或pH值基本保持不变。若在溶液中加入少量强碱，则强碱与等量的HAc发生中和反应，生成醋酸盐，使溶液中HAc的浓度略为减小，Ac-浓度略为增大，引起酸、盐浓度比的改变也很小，根据上式溶液中的氢离子浓度或pH值基本上仍保持不变。将缓冲溶液稀释时，弱酸和弱酸盐的浓度同时成比例减小，比值不变，所以不影响溶液的pH值。
各种缓冲溶液有不同的缓冲容量，缓冲溶液中缓冲混合物的浓度比 (如〔HAc〕/〔Ac^-〕) 越趋近于1，它们的浓度越大，则溶液的缓冲容量越大。缓冲容量可以用改变缓冲溶液1个pH单位所需加入的酸量或碱量 (mol·L^-1) 表示。将上式取负对数可得：

当 c_弱酸/c_弱酸盐＝1时，pH=pK_a。当c_弱酸/c_弱酸盐比值从0.1到10时，pH=pK_a±1，所以弱酸和它的盐、弱碱和它的盐配制成缓冲溶液时，有一定的pH值有效范围，例如HAc+NaAc缓冲溶液的pH值范围： pH=pKa±1=-1g(1.8×10-⁵)±1=4.74±1，即pH值范围是3.74～5.74。在此范围内溶液的缓冲作用较大。