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缓冲溶液的原理和应用 学院：生化学院 班 级：化学131班 姓 名：谢雪珂 指导老师：李良超 成 绩：95 他 评：99 2013年12月 20日 缓冲溶液的原理和应用 姓名 131化学（学号） 【摘要】缓冲溶液（英文：buffer solution）是一种能在加入少量酸或碱和水时大大减低pH变动的溶液。缓冲溶液是无机化学及分析化学中的重要概念，缓冲溶液的pH值在一定的范围内不因稀释或外加少量的酸或碱而发生显著的变化，缓冲溶液依据共轭酸碱对及其物质的量不同而具有不同的pH值和缓冲容量。分析测试中，在络合滴定和分光光度法等许多反应里都要求溶液的pH值保持在一个范围内，以保证指示剂的变色和显色剂的显色等，这些条件都是通过加入一定量的缓冲溶液达到的，所以缓冲溶液是分析测试中经常需要的一种试剂。 采用电位滴定法测定外加酸或碱对不同配比同一种缓冲溶液的滴定曲线，不仅有助于理解缓溶液及缓冲容量的概念而且对分析测试中正确选缓冲溶液的配制方法及用量具有指导意义。 【关键词】 【】 缓冲溶液的原理 当往某些溶液中加入一定量的酸和碱时，有阻碍溶液pH变化的作用，称为缓冲作用，这样的溶液叫做缓冲溶液。弱酸及其盐的混合溶液（如HAc和NaAc）） 例如：由弱酸HA和其盐NaA所组成的缓冲溶液对酸的缓冲作用，是由于溶液中存在足够量的碱A-的缘故。当向这种溶液中加入一定量的强酸时，H 离子基本上被A-离子消耗。所以溶液的pH值几乎不变；当加入一定量强碱时，溶液中存在的弱酸HA消耗OH-离子而阻碍pH的变化。 缓冲溶液的配制 在配制具有一定PH值的缓冲溶液时，为了使所得溶液具有较好的缓冲能力，应注意以下原则： 1．选择适当的缓冲对，使配制溶液的PH值在所选择的缓冲对的缓冲范围内。这个范围大约在PKa±1之内。例如HOAc-OAc-缓冲对的范围是3.7-5.6，要配制PH从3.7-5.6之间的缓冲溶液可选用这一缓冲对。 2．缓冲对中作为共轭酸的PKa，应尽量接近于配制溶液的PH值。例如，要配制PH为5.3的缓冲溶液时，可以选用HAc-NaAc或HC8H4O4-C8H4O2-X缓冲对，因为pH5.3恰恰在这两种缓冲对的缓冲范围内。但是，前者的共轭酸的PKa 为4.75；后者共轭酸的PKa 为5.4，所以选用HC8H4O-4-C8H4O2-4配制的缓冲溶液较选用前者有更大的缓冲容量。 3．要有一定的总浓度（通常在0.05-0.20mol·L－1之间）使所配成溶液具有足够的缓冲容量,并采用适当的缓冲比使溶液的pH恰好等于所需要的PH值。 缓冲溶液的应用 3.1缓冲溶液在生物体内的应用 生物体是以水为基础的系统，细胞和各种生物组织都必须具有保持一定PH的能力，其重要原因之一是各种酶都要在一定的PH条件下才具有催化生化反应的活性。酶是蛋白质大分子，其中常含有可给出质子的酸性集团和可给出质子的碱性集团，例如，在细胞质，细胞液中，含有酸缓冲对，控制其PH保持在6.8左右，尿液也主要因磷酸缓冲对的作用而保持在6.3左右，血浆的酸度主要由碳酸缓冲对控制，该缓冲对能中和代谢过程中产生的酸或碱，维持血浆的PH在7.4左右。 在高中生物中，光合作用实验里，CO2缓冲液有吸收CO2的能力，控制变量。人体血浆里最重要的缓冲体系是碳酸氢盐缓冲体系是: H2CO3= H+ + HCO3﹣ pH= pKa + lg〔HCO3﹣〕/〔H2CO3〕 在正常血浆中，〔HCO3﹣〕︰〔CO2〕= 20︰1 pH=6.10+lg20/1=7.40 人体各组织、细胞代谢产生的CO2，主要通过血红蛋白和氧合血红蛋白的运输作用，被迅速运到肺部排出，故几乎不影响血浆的pH当产生比CO2酸性更强的酸（磷酸、硫酸、乙酸等）时，血液中HCO﹣/ CO2缓冲对便发挥缓冲作用，其中HCO3-可与代谢产生或外合产生CO2和H2O。增加的CO2大部分从肺部排出或通过血浆中蛋白质缓冲对和与之作用，，使〔CO2〕降低；减少的HCO3﹣可通过肾脏进行调节而得到补充，从而使〔HCO3﹣〕，〔CO2〕和〔HCO3﹣〕/〔CO2〕都恢复正常。当人体新陈代谢过程中产生的碱进入血液时，血液中的H3O+便立即与它结合生成水。H3O+的消耗有H2CO3的解离来补充，结果也使血液的pH 保持稳定 3.2缓冲溶液在印染中的应用 3.2.1染色 在织物染色中,染浴的pH值往往因以下因素而发生波动: (1)织物前处理清洗不彻底,以致少量碱性或酸性物质带入染浴中。 (2)染色时,添加的非中性添加剂(如助剂等)使染浴的pH值受影响。(3)有些染料本身的pH值过高或过低,若加入染浴中,会引起染浴的pH值变化。如分散染料福隆艳黄SE26GFL的pH值为8.60;福隆大红S23GFL的pH值为10.60。 (4)锅炉在供汽时,有时