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2011年11月3日—緩衝容量,是緩衝溶液(Buffersolution)緩衝能力的指標。一般定義為緩衝溶液其pH值沒有顯著改變時(withoutasignificantchangeinpH),所加入的 ...
緩衝容量 (Buffer Capacity) 國立臺灣大學化學系學士生張育唐/國立臺灣大學化學系陳藹然博士責任編輯
緩衝容量,是緩衝溶液(Buffer solution)緩衝能力的指標。一般定義為緩衝溶液其pH值沒有顯著改變時(without a significant change in pH),所加入的強酸或強鹼的量。可以寫為下列式子:
其中β為緩衝容量,Ca與Cb分別為加入強酸或強鹼用於改變單位pH的濃度。而加入酸,pH是下降的;因而必須補上負號。緩衝容量越大,對抗酸鹼對溶液pH變化的能力越強。
(式一)
緩衝溶液的pH值由弱酸的pKa和其弱酸與弱酸鹽的比例來決定。
圖一為0.1 N氫氧化鈉滴定25 mL 0.1 N醋酸溶液的滴定圖,黑色曲線代表加入鹼濃度和pH的關係,紅色線為緩衝容量和pH的關係,紅色曲線為黑色曲線對pH微分的結果。從圖中可以清楚看出當 pH=pKa 時,溶液具有最大的緩衝容量。
根據式一,若 pH=pKa,
即[HA] = [A–]
所以弱酸與其共軛鹼以1:1混合形成的時緩衝溶液可以有最好的緩衝效果。當兩者的比例差距較大時,此時較少的一方便難以再提供緩衝效果,因此其緩衝容量就會受到影響而較小。
一般而言,我們配製緩衝溶液時,所選定的pH值,會限制在該共軛酸鹼對之pKa±1的範圍之內,也就是兩者的濃度差異最多差異十倍。超過pKa±1 範圍,緩衝系統內沒有足夠的弱酸或弱鹼可以和加入的酸鹼反應,喪失了緩衝的功能。
此外緩衝溶...
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