緩衝溶液的原理與配製 | 食品添加物合法業者資訊網

緩衝溶液(Buffered Solution)的原理與配製 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

以弱酸HA與其共軛鹼A-來配製溶液時，根據弱酸HA解離反應 HA⇌H++A–

其酸解離常數為

將上式改寫

又pH=-log[H+]、pKa=-logKa

此一方程式稱做韓德森方程式（Henderson-Hasselbalch Equation）。 當 [HA] ＝ [A–] 時，pH = pKa。

緩衝溶液的pH值，根據韓德森方程式計算可由弱酸的Ka和其弱酸與弱酸鹽的比例來決定。在溶液當中，弱酸濃度不低的狀況下，酸的的解離量相當有限，[HA]可視為常數。 [A–] = [A-]0 + x (解離量) ≈ [A–]0 [HA] = [HA]0 + x (解離量) ≈ [HA]0

例如，一個0.0500 M醋酸與0.100 M醋酸鈉混合的緩衝溶液（醋酸pKa = 4.74），其pH＝5.04。（算式如下）

但是當溶液較為稀薄時，即必須考慮弱酸解離造成的[HA]的影響，便無法使用此一近似。

除此之外，我們還可以透過其他的方式來配製一個緩衝溶液。我們可以考慮一個弱酸與強鹼（OH–）的混合：

HA+OH– ⇌ H2O+A–

一個弱酸與強鹼的中和產生弱鹼陰離子A–，得到緩衝溶液中所需要的共軛酸鹼對HA與A– 。例如 前述由0.05 M醋酸與0.1 M醋酸鈉組成的緩衝溶液，可改由0.1 M的氫氧化鈉加入0.15 M的醋酸溶液中和而得， 溶液中0.1 M的醋酸和氫氧化鈉反應成醋酸根離...