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文章编号：993时间：2024-01-30人气：
选择和配置缓冲溶液是实验室中常见的任务，因为缓冲溶液在调节溶液的pH值、稳定化反应物质和维持实验环境稳定方面起着关键作用。本文将详细分析如何选择和配置缓冲溶液，并介绍缓冲范围的概念。
选择缓冲溶液需要考虑两个因素：所需的pH范围和缓冲溶液的工作条件。对于所需的pH范围，必须根据实验的需求和反应物质的特性进行选择。例如，如果实验需要在弱酸性条件下进行，那么选择pH稍低于七的缓冲溶液会更适合。还需考虑反应物质对酸碱环境的敏感性。对于某些实验，需要在特定的酸碱范围内进行，因此选择对应范围内的缓冲溶液是重要的。
配置缓冲溶液需要根据实验的具体要求进行。选择适当的缓冲剂。缓冲剂是对缓冲溶液pH起作用的部分，常见的缓冲剂包括磷酸盐缓冲溶液、醋酸/醋酸钠缓冲溶液和碳酸氢盐/碳酸盐缓冲溶液等。根据实验所需的缓冲溶液浓度来调整缓冲剂的浓度。一般而言，较高浓度的缓冲溶液可以提供更好的缓冲能力，但也有可能对实验产生不良影响。因此，需要根据实验的需求来调整缓冲剂的浓度。
对于缓冲范围的概念，它指的是缓冲溶液能够有效维持所选取的pH范围的能力。缓冲范围反映了缓冲剂工作的有效范围。一般来说，缓冲溶液的pH值与缓冲剂pKa值之间的差异越小，缓冲范围越大。例如，选择pKa为7的缓冲剂来制备缓冲溶液，其能够有效维持pH在6至8之间的范围。
在实际操作中，需要仔细选择和配置缓冲溶液，以确保实验的准确性和可重复性。需要注意的是，不同的实验和反应条件可能需要不同的缓冲溶液选择和配置策略。因此，在选择和配置缓冲溶液时，建议参考相关文献和专家意见，根据实验需求进行调整。
缓冲溶液的配制方法如下：
1、根据所需求的酸碱性选择合适的缓冲对，若是配制酸性缓冲液就选择弱酸与弱酸盐缓冲对；若是配制碱性缓冲液就选择弱碱与弱碱盐缓冲对。
2、根据所需要控制的PH范围以及弱酸和弱碱的解离常数（pKa/pKb）选择具体的共轭酸碱对，公式为PH＝pKa±1＝（14-pKb）±1。
3、根据公式计算缓冲溶液的组分比，酸性缓冲液PH＝pKa－lgc酸/c盐，碱性缓冲液PH＝14-pKb+lgc碱/c盐。4、根据共轭酸碱对以及其组分比配制缓冲液，方法同普通溶液。举例：试配制一种缓冲液，体积为1L，PH能维持在10.25左右。
5、选择弱碱与弱碱盐的共轭对，由PH＝（14-pKb）±1，算出pKb在3.75与4.75之间，查弱碱的解离常数表可知氨水（pKb=4.75）符合要求，故可选择NH3-NH4Cl体系，由PH＝14-pKb+lgc碱/c盐，算出c(氨水)/c(氯化铵)＝10，设氨水的浓度为10mol/L，则氯化铵的浓度为1mol/L，所以在浓度为10mol/L体积为1L的氨水中加入1mol的氯化铵即可。
1、选择缓冲对 选择缓冲对的原则： ① 缓冲对中共轭酸的pKa ≈ pH； ② 所选缓冲对除可与 H+ 或 OH- 反应外,不能与反应系统中的其它物质发生副反应； ③ 低毒、经济. 2 配制 ① 选定缓冲对后,根据缓冲溶液pH计算公式 pH = pKa - lg(ca/cb) ,计算 ca / cb 值； ② 使 c总= 0.01~0.1 mol·L-1 之间,分别计算所需酸、碱量； ③ 按计算结果准确称或量取试剂,按实验室一般溶液配制方法配制并定容； ④ 用酸度计测定所配缓冲溶液的pH值,贴标签.
配制缓冲溶液的步骤如下：
1、计算：需要称量的质量。
2、称量或量取：固体试剂用分析天平或电子天平称量，液体试剂用量筒量取。
3、溶解：将称好的固体放入烧杯，用适量蒸馏水溶解。
4、转移：由于容量瓶的颈较细，为了避免洒在外面，用玻璃棒引流，玻璃棒不能紧贴容量瓶瓶口，棒底应靠在容量瓶瓶壁刻度线下。
5、洗涤：用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁2~3次，洗涤液全部转入到容量瓶中。
6、定容：向容量瓶中加入蒸馏水，液面离容量瓶颈刻度线下1~2cm时，改用胶头滴管滴加蒸馏水至液面与刻度线相切。
7、摇匀，盖好瓶塞反复上下颠倒，摇匀。
缓冲溶液的应用：
在生物和医学领域中，缓冲溶液可以维持血液的pH值在正常范围内，保证人体正常生理功能的进行；还可以用于药物制备、疫苗制备、细胞培养等过程中，以保护药物和细胞的活性。
在化学和材料科学领域中，缓冲溶液可以控制化学反应的速率和方向，优化化学反应的效率和产物性质；还可以用于制备高分子材料、陶瓷材料、金属材料等，以控制材料的物理和化学性质1。
缓冲溶液的有效缓冲范围为的PH值=PKa±1.例如以硫酸二氢盐/硫酸氢二盐为共轭酸碱对的缓冲溶液的缓冲范围为PH=PKa2±1=7.2±1，即P为6.2-8.2之间。 磷酸氢二钠–磷酸二氢钠缓冲液: 5.8-8.0; 磷酸氢二钠–磷酸二氢钾缓冲液: 4.92-8.18; 磷酸二氢钾–氢氧化钠缓冲液:5.8-8.0
首先需要确定缓冲溶液的浓度, 是0.2mol/L其次是确定配制溶液的体积,假设是1000毫升还有配制此缓冲溶液的药品,是醋酸+氢氧化钠,还是醋酸+醋酸钠,我们采用大多数采用的前者然后计算醋酸与醋酸钠的物质的量比值PH=PKa-lg[HAc]/[Ac-]4.6=4.75-lg[HAc]/[Ac-]lg[HAc]/[Ac-]=0.15[HAc]/[Ac-]=7/5再计算醋酸和氢氧化钠的质量需要冰醋酸的质量是60×0.2=12克需要氢氧化钠的质量是40×0.2×5/12=3.3克配制方法：称取冰醋酸12克,氢氧化钠3.3克,加水配制成一升溶液.得到到的就是0.2mol/L的醋酸-醋酸钠缓冲溶液了.
(一)草酸三氢钾缓冲液精密称取在54±3℃干燥4~5h的草酸三氢钾[KH3(C2O4)2·2H20]12.6lg，加水使溶解并稀释至1000ml。(二)邻苯二四酸氢钾标准缓冲液精密称取在115±5℃干燥2~3h的邻苯二甲酸氢钾[KHC8H4O4]10.12g，加水溶解并稀释至1000ml。(三)磷酸盐标准缓冲液(pH6·8)精密称取在115±5℃干燥2~3h的无水磷酸氢二钠3.533g与磷酸二氢钾3.387g，加水使溶解并稀释至1000ml。(四)磷酸盐标准缓冲液(pH7·4)精密称取在115±5℃干燥2~3h的无水磷酸氢二钠4.303g与磷酸二氢钾1.179g，加水使溶解并稀释至1000ml。(五)硼酸标准冲液精密称取硼砂[Na2B4O7·10H2O]3.80g(注意避免风化)，加水使溶解并稀释至1000ml，置聚乙烯料瓶中，密塞，避免与空气中二氧化碳接触。配制标准缓冲液的水应是新沸过的冷蒸馏水，pH值应为5.5~7.0。标准缓冲液一般可保存2~3个月，但发现有浑浊，发霉或沉淀等现象时，不能继续使用。
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