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pH對于緩沖溶液有哪些影響

2020-06-03      點擊:1072
  pH對于緩沖溶液有哪些影響呢?下面就讓我們一起來了解一下吧。
 
  設緩沖系統的弱酸的電離常數為Ka(平衡常數),平衡時弱酸的濃度為[酸],弱酸鹽的濃度為[鹽],則由弱酸的電離平衡式可得下式:
 
  [H]=Ka
 
  pH=pKa+lg
 
  這就是Henderson-Hasselbach等式。
 
  Henderson-Hasselbalch公式的推導:
 
  根據Brønsted–Lowry酸堿理論,對于弱酸HA,HA+H2O?A+H3O
 
  Ka=[A][H3O]/[HA]
 
  [H3O]=Ka·[HA]/[A]
 
  兩邊同取log:-lg[H3O]=-lg(Ka·[HA]/[A])
 
  =-lgKa-lg([HA]/[A])
 
  =pKa+lg([A]/[HA])
 
  故pH=pKa+lg([A]/[HA])
 
  根據此式可得出下列幾點結論:
 
  1緩沖液的pH值與該酸的電離平衡常數Ka及鹽和酸的濃度有關。弱酸的pKa值衡定,但酸和鹽的比例不同時,就會得到不同的pH值。酸和鹽濃度相等時,溶液的pH值與PKa值相同。
 
  2酸和鹽濃度等比例增減時,溶液的pH值不變。
 
  3酸和鹽濃度相等時,緩沖液的緩沖效率為高,比例相差越大,緩沖效率越低,緩沖液的一般有效緩沖范圍為pH=pKa±1,pOH=pKb±1。
 
  舉例
 
  常用作緩沖溶液的酸類由弱酸及其共軛酸鹽組合成的溶液具有緩沖作用。生化實驗室常用的緩沖系主要有磷酸、檸檬酸、碳酸、醋酸、巴比妥酸、Tris(三羥甲基氨基甲烷)等系統,生化實驗或研究工作中要慎重地選擇緩沖體系,因為有時影響實驗結果的因素并不是緩沖液的pH值,而是緩沖液中的某種離子。如硼酸鹽、檸檬酸鹽、磷酸鹽和三羥甲基甲烷等緩沖劑都可能產生不需要的化學反應。
 
  硼酸鹽:硼酸鹽與許多化合物形成復鹽、如蔗糖。
 
  檸檬酸鹽:檸檬酸鹽離子容易與鈣結合,所以存在有鈣離子的情況下不能使用。
 
  磷酸鹽:在有些實驗,它是酶的抑止劑或甚至是一個代謝物,重金屬易以磷酸鹽的形式從溶液中沉淀出來。而且它在pH7.5以上時緩沖能力很小。
 
  三羥甲基氨基甲烷:它可以和重金屬一起作用,但在有些系統中也起抑制作用。其主要缺點時溫度效應。這點往往被忽視,在室溫pH是7.8的Tris緩沖液,4℃時是8.4,37℃時是7.4,因此,4℃配制的緩沖液在37℃進行測量時,其氫離子濃度就增加了10倍。在pH7.5以下,其緩沖能力極為不理想。
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