pH對(duì)於緩(huǎn)衝溶液有哪(nǎ)些影響(xiǎng)
2020-06-03 點擊(jī):4030
pH對於緩衝溶液有哪(nǎ)些影響(xiǎng)呢?下(xià)麵就讓我(wǒ)們一(yī)起(qǐ)來了解一下吧(bā)。
設(shè)緩(huǎn)衝(chōng)係(xì)統(tǒng)的(dí)弱酸的(dí)電離常數(shù)為Ka(平(píng)衡常(cháng)數),平衡(héng)時弱酸的濃度為[酸],弱(ruò)酸(suān)鹽的(dí)濃度(dù)為[鹽],則由弱(ruò)酸的(dí)電(diàn)離平(píng)衡(héng)式可(kě)得(dé)下(xià)式(shì):
[H]=Ka
pH=pKa+lg
這就是Henderson-Hasselbach等(děng)式(shì)。
Henderson-Hasselbalch公式的(dí)推(tuī)導:
根據(jù)Brønsted–Lowry酸鹼(jiǎn)理論(lùn),對於弱酸HA,HA+H2O⇋A+H3O
Ka=[A][H3O]/[HA]
[H3O]=Ka·[HA]/[A]
兩邊同(tóng)取(qǔ)log:-lg[H3O]=-lg(Ka·[HA]/[A])
=-lgKa-lg([HA]/[A])
=pKa+lg([A]/[HA])
故pH=pKa+lg([A]/[HA])
根據此(cǐ)式可(kě)得出下列(liè)幾(jī)點結論:
1緩衝液(yè)的pH值與該酸(suān)的電離平(píng)衡常(cháng)數Ka及鹽和(hé)酸的濃(nóng)度(dù)有關。弱酸的pKa值衡(héng)定,但(dàn)酸和(hé)鹽(yán)的(dí)比例不同(tóng)時,就會(huì)得(dé)到不(bù)同的pH值。酸和鹽濃(nóng)度(dù)相等(děng)時,溶液的pH值與(yǔ)PKa值相(xiāng)同。
2酸和(hé)鹽(yán)濃度(dù)等比(bǐ)例增減(jiǎn)時,溶(róng)液的pH值(zhí)不(bù)變(biàn)。
3酸(suān)和(hé)鹽濃度(dù)相(xiāng)等時,緩衝(chōng)液(yè)的(dí)緩(huǎn)衝效率(shuài)為(wéi)高,比例(lì)相差越大,緩(huǎn)衝(chōng)效率(shuài)越(yuè)低,緩(huǎn)衝液的一(yī)般有效緩(huǎn)衝範圍為pH=pKa±1,pOH=pKb±1。
舉(jǔ)例
常用(yòng)作(zuò)緩衝溶(róng)液(yè)的(dí)酸(suān)類(lèi)由弱酸(suān)及其共(gòng)軛酸(suān)鹽組合(hé)成(chéng)的溶液具有(yǒu)緩(huǎn)衝作(zuò)用。生化實(shí)驗(yàn)室常用(yòng)的(dí)緩衝(chōng)係主要(yào)有磷(lín)酸(suān),檸檬(méng)酸,碳(tàn)酸,醋(cù)酸,巴比妥(tuǒ)酸,Tris(三(sān)羥甲基氨基甲烷)等(děng)係統,生(shēng)化實(shí)驗或研(yán)究工(gōng)作(zuò)中(zhōng)要(yào)慎重(zhòng)地(dì)選擇緩衝體係,因為有時影響(xiǎng)實(shí)驗(yàn)結果(guǒ)的(dí)因素並(bìng)不是緩衝液的(dí)pH值,而(ér)是(shì)緩衝液(yè)中的(dí)某種(zhǒng)離子。如硼酸鹽,檸(níng)檬(méng)酸鹽,磷(lín)酸(suān)鹽和(hé)三羥甲基甲烷等(děng)緩衝劑(jì)都(dū)可能產(chǎn)生(shēng)不需(xū)要(yào)的化學反(fǎn)應。
硼(péng)酸鹽:硼酸(suān)鹽與許(xǔ)多化(huà)合(hé)物(wù)形成復鹽,如(rú)蔗(zhè)糖(táng)。
檸檬(méng)酸(suān)鹽:檸檬(méng)酸(suān)鹽離(lí)子(zǐ)容(róng)易與鈣(gài)結合(hé),所(suǒ)以存(cún)在有鈣(gài)離(lí)子(zǐ)的(dí)情況下(xià)不能使(shǐ)用(yòng)。
磷(lín)酸鹽:在(zài)有(yǒu)些實驗,它是(shì)酶的(dí)抑(yì)止(zhǐ)劑或(huò)甚至是(shì)一個代謝物(wù),重金屬易以磷(lín)酸(suān)鹽的(dí)形式(shì)從溶液(yè)中沉(chén)澱(diàn)出來。而且(qiě)它在(zài)pH7.5以上(shàng)時緩(huǎn)衝(chōng)能力很(hěn)小。
三羥(qiǎng)甲(jiǎ)基氨(ān)基甲(jiǎ)烷(wán):它(tā)可(kě)以(yǐ)和(hé)重金(jīn)屬(shǔ)一起作(zuò)用,但(dàn)在有(yǒu)些係統(tǒng)中也起抑製作用。其(qí)主要缺點(diǎn)時(shí)溫(wēn)度效(xiào)應(yīng)。這點(diǎn)往(wǎng)往被忽(hū)視,在室溫(wēn)pH是(shì)7.8的Tris緩衝(chōng)液,4℃時是8.4,37℃時是(shì)7.4,因(yīn)此(cǐ),4℃配製的緩(huǎn)衝(chōng)液在37℃進行(háng)測量時,其氫(qīng)離子(zǐ)濃度就增(zēng)加(jiā)了10倍(bèi)。在pH7.5以下(xià),其緩衝能(néng)力(lì)極為不理(lǐ)想。
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