pH缓冲溶液的组成及作用

　　pH缓冲溶液是分析测试中应用较为广泛的试剂溶液。其作用是用来稳定溶液的pH值，以满足测试中对恒定pH的要求。虽然pH缓冲溶液的组成并不复杂，但关于pH缓冲溶液的计算却是酸碱滴定分析中计算较为复杂的内容。下面介绍一下pH缓冲溶液的组成和各种类型的化学计算方法。
 

　　1.pH缓冲溶液的组成和作用
 

　　1.1pH缓冲溶液的类型与作用
 

　　pH缓冲溶液包括两大类：标准缓冲溶液和普通缓冲溶液。
 

　　标准缓冲溶液主要用在酸度计测量溶液pH值时的仪器校正和定位，要求数值准确、准确。因此对试剂纯度、浓度准确性、温度等都有严格要求，这类缓冲溶液有专门的化学试剂商品，可以购买配制，也可以用优级纯试剂按资料的配比配制。
 

　　普通缓冲溶液主要用于化学分析和仪器分析中要控制一定pH值的测定过程中。几乎所有的EDTA络合滴定都必须在一定的pH范围内进行，因此，需要加入pH缓冲溶液，例如，测定铅、锌用到HAc缓冲溶液，测定钙、镁、锌用到氨缓冲溶液。又如，氧化还原滴定中，碘量法测铜要用到NH4HF2，碘量法测砷、锑要加NaHCO3。
 

　　普通缓冲溶液的配制并不需要像标准缓冲溶液配制那样严格和苛刻，因为对缓冲溶液的pH值要求并不需要非常准确，因此，可以用分析纯试剂来配制，也可以用已有的酸、碱、盐溶液来“搭配”(后述)。
 

　　1.2普通pH缓冲溶液的类型
 

　　普通pH缓冲溶液按组成不同可分三大类：弱酸-弱碱型缓冲溶液(即共轭酸碱缓冲溶液)、酸式盐缓冲溶液、强酸或强碱溶液。在一些特殊情况下也使用混合体系的缓冲溶液(两种pKa相近的共轭酸碱缓冲溶液混合而成)。大家比较熟悉的是共轭酸碱缓冲溶液，例如，HAc-NaAc、HF-NH4F、NH3-NH4Cl。其实，酸式盐也可作为缓冲溶液，因为酸式盐的pH值大多是恒定的，随其浓度增减的变化不大，例如，NaHCO3溶液在1.0M至0.01M之间，其pH值几乎都在8左右(理论值为8.3)，同样可以抵抗溶液中产生的少量强酸、强碱(或外加)，保持溶液的pH值恒定或变化微小。强酸、强碱溶液也能缓冲滴定过程中产生的少量强酸或强碱，保持溶液的pH值变化很小，故强酸强碱也可作为广义的pH缓冲溶液(以前的分析化学教材就是这样分的)，例如，EDTA络合滴定铋，需另外加入一定量的0.1mol/L硝酸溶液，就是为了增强溶液对滴定中产生的H+的缓冲作用。
 

　　弱酸-弱碱型缓冲溶液的构成与配制。这类缓冲溶液的组成为：弱酸+弱酸盐(即共轭碱)、弱碱+弱碱盐(即共轭酸)。常见的实例有：HAc-NaAc、HAc-NH4Ac(微酸性)、NH4Cl-NH3.这类缓冲溶液的实验室配制方法一般是根据溶液组成和浓度要求，直接称取或量取弱酸、弱酸盐溶液或弱碱、弱碱盐溶液来配制。其实，这类缓冲溶液还可以用强酸与弱碱、强碱与酸来配制，归纳起来，应该有三种配制方法：
 

　　(1)弱酸+弱酸盐，弱碱+弱碱盐
 

　　例如，HAc-NaAc、NH4Cl-NH3
 

　　(2)弱酸(过量)+强碱(适量)，弱碱(过量)+强酸(适量)
 

　　例如，HAc(过量)-NaOH(适量)、NH3(过量)-HCl(适量)。
 

　　这类缓冲溶液需要的共轭碱(NaAc)或共轭酸(NH4Cl)是通过反应后产生的。
 

　　(3)弱酸盐(过量)+强酸(不足量)或弱碱盐(过量)+强碱(不足量)
 

　　例如，NaAc(过量)+HCl(适量)，NH4Cl(过量)+NaOH(适量)
 

　　缓冲溶液需要的弱酸(HAc)或弱碱(NH3)则通过反应后产生。