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缓冲液的发展与应用知识分享

Release Time:2019-11-04
什么是缓冲液,在那些领域有应用?
       什么是缓冲液:化学和生物学缓冲液是一种溶液,其中既包弱酸缓冲液和其盐酸盐缓冲液,弱碱缓冲液及其盐缓冲液此类溶液可抵抗pH的变化。 从另一个层面理解,缓冲液类试剂是弱酸及其共轭碱或弱碱及其共轭酸的水溶液。缓冲液也可以称为pH缓冲液,氢离子缓冲液或缓冲溶液。
Henderson-Hasselbalch方程可用于测量缓冲液的近似pH值。为了使用该方程式,输入初始浓度或化学计量浓度而不是平衡浓度。
缓冲液化学反应的一般形式为:HA =H+ + A
缓冲液的产品例子:
  • TRIS缓冲液
  • 磷酸盐缓冲液
如上所述,缓冲液在特定的pH范围内有用以下是常见缓冲剂的pH范围:
缓冲液 pKa pH 范围
柠檬酸 3.13., 4.76, 6.40 2.1 to 7.4
醋酸 4.8 3.8 to 5.8
KH2PO4 7.2 6.2 to 8.2
硼酸盐 9.24 8.25 to 10.25
CHES 9.3 8.3 to 10.3


当制备缓冲溶液时,调节溶液的pH以使其在正确的有效范围内。通常通过添加强酸,例如盐酸(HCl),以降低酸性缓冲液的pH。添加强碱,例如:氢氧化钠溶液(NaOH),以提高碱性缓冲液的pH。
  1. 缓冲液工作原理
为了了解缓冲液的工作原理,请考虑将乙酸钠溶解在乙酸中制成的缓冲液的示例。乙酸是一种酸(可以从名称中看出):CH3COOH,而乙酸钠在溶液中解离生成共轭碱,即CH3COO-的乙酸根离子。该反应的等式为:
CH3COOH(水溶液)+ OH-(水溶液)?CH3COO-(水溶液)+ H2O(水溶液)
如果将强酸添加到该溶液中,则乙酸根离子会中和它:
CH3COO-(水溶液)+ H +(水溶液)?CH3COOH(水溶液)
这将改变初始缓冲液反应的平衡,从而保持pH值稳定。另一方面,强碱会与乙酸反应。
  1. 常用缓冲液
大多数缓冲液在相对狭窄的pH范围内工作。柠檬酸是一个例外,因为它具有三个pKa值。当化合物具有多个pKa值时,较大的pH范围可用于缓冲液。也可以合并缓冲液,只要它们的pKa值接近(相差2或更小),并用强碱或强酸调节pH值即可。例如,通过结合Na 2 PO 4和柠檬酸的混合物来制备McIvaine的缓冲液。根据化合物之间的比例,缓冲液在pH 3.0至8.0范围内可能有效。柠檬酸,硼酸,磷酸一氢钾和二乙基巴比妥酸的混合物可覆盖的pH范围为2.6至12。
  1. 缓冲键外
  • 缓冲液是一种水溶液,用于保持溶液的pH值几乎恒定。
  • 缓冲液由弱酸及其共轭碱或弱碱及其共轭酸组成。
  • 缓冲液容量是在缓冲液的pH值变化之前可以添加的酸或碱的量。
  • 缓冲溶液的一个例子是血液中的碳酸氢盐,可维持人体内部的pH值。
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