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PH計(jì)(酸度計(jì))的標(biāo)準(zhǔn)緩沖液的配置和使用

[2012/11/26]

　　pH計(jì)緩沖溶液是一種能使pH值保持穩(wěn)定的溶液。若向這種溶液中加入少量的酸或堿，或者在溶液中的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生少量的酸或堿，以及將溶液適當(dāng)稀釋，這個(gè)溶液的pH值基本上穩(wěn)定不變，這種能對抗少量酸或堿或稀釋，而使pH值不易發(fā)生變化的溶液就稱為pH緩沖溶液。

　　pH標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液特點(diǎn)：

　　標(biāo)準(zhǔn)溶液的pH值是已知的，并達(dá)到規(guī)定的準(zhǔn)確度。標(biāo)準(zhǔn)溶液的pH值有良好的復(fù)現(xiàn)性和穩(wěn)定性，具有較大的緩沖容量，較小的稀釋值和較小的溫度系數(shù)。溶液的制備方法容易。

　　1.PH4.00325度鄰苯二甲酸氫鉀可配制250ML溶液

　　2.PH6.86425度混合磷酸鹽可配制250ML溶液

　　3.PH9.18225度硼酸可配制250ML溶液

　　1)緩沖溶液作用原理和pH值

　　當(dāng)往某些溶液中加入一定量的酸和堿時(shí)，有阻礙溶液pH變化的作用，稱為緩沖作用，這樣的溶液叫做緩沖溶液。弱酸及其鹽的混合溶液(如HAc與NaAc)，弱堿及其鹽的混合溶液(如NH3·H2O與NH4Cl)等都是緩沖溶液。由弱酸HA及其鹽NaA所組成的緩沖溶液對酸的緩沖作用，是由于溶液中存在足夠量的堿A-的緣故。當(dāng)向這種溶液中加入一定量的強(qiáng)酸時(shí)，H離子基本上被A-離子消耗：所以溶液的pH值幾乎不變;當(dāng)加入一定量強(qiáng)堿時(shí)，溶液中存在的弱酸HA消耗OH-離子而阻礙pH的變化。

　　2)緩沖溶液的緩沖能力

　　在緩沖溶液中加入少量強(qiáng)酸或強(qiáng)堿，其溶液pH值變化不大，但若加入酸，堿的量多時(shí)，緩沖溶液就失去了它的緩沖作用。這說明它的緩沖能力是有一定限度的。緩沖溶液的緩沖能力與組成緩沖溶液的組分濃度有關(guān)。0.1mol·L-1HAc和0.1mol·L-1NaAc組成的緩沖溶液，比0.01mol·L-1HAc和0.01mol·L-1NaAc的緩沖溶液緩沖能力大。關(guān)于這一點(diǎn)通過計(jì)算便可證實(shí)。但緩沖溶液組分的濃度不能太大，否則，不能忽視離子間的作用。組成緩沖溶液的兩組分的比值不為1∶1時(shí)，緩沖作用減小，緩沖能力降低，當(dāng)c(鹽)/c(酸)為1∶1時(shí)△pH最小，緩沖能力大。不論對于酸或堿都有較大的緩沖作用。

　　緩沖組分的比值離1∶1愈遠(yuǎn)，緩沖能力愈小，甚至不能起緩沖作用。對于任何緩沖體系，存在有效緩沖范圍，這個(gè)范圍大致在pKaφ(或pKbφ)兩側(cè)各一個(gè)pH單位之內(nèi)。弱酸及其鹽(弱酸及其共軛堿)體系pH=pKaφ±1;弱堿及其鹽(弱堿及其共軛酸)體系pOH=pKbφ±1;例如HAc的pKaφ為4.76，所以用HAc和NaAc適宜于配制pH為3.76～5.76的緩沖溶液，在這個(gè)范圍內(nèi)有較大的緩沖作用。配制pH=4.76的緩沖溶液時(shí)緩沖能力最大，此時(shí)(c(HAc)/c(NaAc)=1。

　　3)緩沖溶液的配制和應(yīng)用

　　為了配制一定pH的緩沖溶液，首先選定一個(gè)弱酸，它的pKaφ盡可能接近所需配制的緩沖溶液的pH值，然后計(jì)算酸與堿的濃度比，根據(jù)此濃度比便可配制所需緩沖溶液。

　　以上主要以弱酸及其鹽組成的緩沖溶液為例說明它的作用原理、pH計(jì)算和配制方法。對于弱堿及其鹽組成的緩沖溶液可采用相同的方法。

　　緩沖溶液在物質(zhì)分離和成分分析等方面應(yīng)用廣泛，如鑒定Mg2離子時(shí)，可用下面的反應(yīng)：

　　白色磷酸銨鎂沉淀溶于酸，故反應(yīng)需在堿性溶液中進(jìn)行，但堿性太強(qiáng)，可能生成白色Mg(OH)2沉淀，所以反應(yīng)的pH值需控制在一定范圍內(nèi)，因此利用NH3·H2O和NH4Cl組成的緩沖溶液，保持溶液的pH值條件下，進(jìn)行上述反應(yīng)。