【古朵生物】缓冲溶液作用原理和pH值您了解嘛?

  【古朵生物】缓冲溶液作用原理和pH值

  正常人血浆的pH值为7.35～7.45。血浆PH值的相对恒定性有赖于血液内的缓冲物质以及正常的肺、肾功能。血浆的缓冲物质包括NaHCO3/H2CO3、蛋白质钠盐/蛋白质和Na2HPO4/NaH2PO4三个主要的缓冲对，其中以NaHCO3/H2CO3最为重要。红细胞内还有血红蛋白钾盐/血红蛋白、氧合血红蛋白钾盐/氧合血红蛋白、K2HPO4/KH2PO4、KHCO3/H2CO3等缓冲对参与维持血浆PH值的恒定。当酸性或碱性物质进入血液时，血浆中的缓冲物质可有效的减轻酸或碱性物质对血浆PH值的影响，特别是肺和肾保持正常的排出体内过多的酸或碱的功能的情况下，血浆PH值的波动范围极小。

  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。

  缓冲能力缓冲溶液的c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。

  组成缓冲与组成缓冲溶液的组分浓度有关。0.1mol·L-1HAc和0.1mol·

  L-1NaA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。缓冲溶液的pH值可用下式计算：

  此时缓冲能力大。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=pKbφ±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。

  4）缓冲液的测定

  使用ph试纸或者酸碱检测仪检测。通过ph试纸上显示的不同颜色与比色卡进行比对，从而得出酸碱值，但是ph试纸的测试的误差较大，用酸碱检测仪检测，可直接得出酸碱值，测量值准确。

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