pH缓冲溶液、缓冲指数和缓冲容量

1.基本概念
  pH缓冲溶液： 能减缓因外加强酸或强碱以及稀释而引起的pH急剧变化的作用的溶液.
  缓冲指数： 缓冲指数的定义是 它的物理意义是相关酸碱组分分布线的斜率。即
                                  
  缓冲容量： 它的物理意义是，某缓冲溶液因外加强酸或强碱的量为△c而发生pH的变化，变化的幅度为△pH， 为△pH区间缓冲溶液所具有的平均缓冲指数。用式子可表示为 
                              

2. 缓冲溶液的分类
  A. 弱酸及其共轭碱构成的缓冲溶液，由弱酸（碱）的离解平衡以控制[H+]，如 HAc — Ac-,NH4+—NH3,(CH2)6N4H+ —(CH2)6N4等。
  B. 强酸或强碱构成的缓冲溶液，基于外加少量酸、碱时 pH 的相对改变不大达到控制 pH 值的作用。 两类酸碱缓冲溶液比较，共轭酸碱缓冲溶液更常用。就溶液稀释时pH的变化而言，共轭酸碱缓冲溶液效果更好。
  A. 缓冲溶液对测量过程应没有干扰； B. 所需控制的 pH 应在缓冲溶液的缓冲范围之内。如果缓冲溶液是由弱酸及其共轭碱组成的，pKa 值应尽量与所需控制的 pH 一致； C. 缓冲溶液应有足够的缓冲容量，以满足实际工作需要； D. 缓冲物质应廉价易得。

4. pH标准缓冲溶液及其配制
  4.1 草酸盐缓冲溶液:称取12.71g四草酸钾(KH3(C2O4)2·2H2O),溶于无二氧化碳的水,稀释至1000mL.此溶液的浓度c[KH3(C2O4)2·2H2O]为0.05mol/L.
  4.2 酒石酸盐标准缓冲溶液:在25℃时,用无二氧化碳的水溶解外消旋的酒石酸氢钾(KHC4H4O6),并剧烈振摇至成饱和溶液.
  4.3 苯二甲酸盐标准缓冲溶液:称取10.21g于110℃干燥1h的苯二甲酸氢钾(C6H4CO2HCO2K),溶于无二氧化碳的水,稀释至1000mL.此溶液的浓度c(C6H4CO2HCO2K) 为0.05mol/L.
  4.4 磷酸盐标准缓冲溶液:称取3.40g磷酸二氢钾(KH2PO4)和3.55磷酸氢二钠(Na2HPO4),溶于无二氧化碳的水,稀释至1000mL.磷酸二氢钾和磷酸氢二钠需预先在120±10℃干燥2h.此溶液的浓度c(KH2PO4) 为0.025mol/L,c(Na2HPO4) ]为0.025mol/L.
  4.5 硼酸盐标准缓冲溶液:称取3.81g四硼酸钠(Na2B4O7·10H2O),溶于无二氧化碳的水,稀释至1000mL.存放时应防止空气中二氧化硫进入.此溶液的浓度c(Na2B4O7·10H2O) 为0.01mol/L.
  4.6 氢氧化钙标准缓冲溶液:于25℃,用无二氧化碳的水制备氢氧化钙的饱和溶液.氢氧化钙溶液的浓度c[1/2Ca(OH)2]应在0.0400～0.0412mol/L.存放时应防止空气中二氧化硫进入.一旦出现混浊时,应弃去重配. 上述标准缓冲溶液必须用pH基准试剂配制.不同温度时各标准缓冲溶液的pH值列入下表.