可以參照無機化學教材中計算緩沖體系的方法進行計算,需要共軛酸堿的量,然后進行配置.當然,最好用實驗的方法進行驗證.
緩沖溶液是由弱酸及其鹽或弱堿及其鹽組成。對于由弱酸及其鹽組成的緩沖體系,其pH值可用下式表示:
pH=pKa+lg([鹽]/[酸])
因此,緩沖溶液的pH值除主要決定于pKa外,還隨鹽和酸的濃度比而變。只要按不同的濃度比配制溶液,就可得到不同pH的緩沖溶液。必須指出,由上述公式算得的pH是近似值,精確的計算應用活度而不應用濃度。
緩沖溶液中具有抗酸及抗堿成分,所以加入少量酸或堿其pH變化不大。當稀釋緩沖溶液時,酸和鹽的濃度比不變,故適當稀釋對pH影響不大。緩沖容量是衡量緩沖能力大小的尺度。它的大小與緩沖劑濃度、緩沖組分比值有關。緩沖劑濃度越大,緩沖容量越大;緩沖組分比值為1∶1時,緩沖容量最大。
pH計測定溶液的pH值是一種比較精確而又快速的方法(電位法)。pH計的指示電極(常用玻璃電級)和參比電極(常用甘汞電極)與待測溶液組成一原電池:
玻璃電極∣待測溶液(pHx)‖甘汞電極
甘汞電極的電極電勢穩(wěn)定不變,而玻璃電極的電極電勢與待測液的pH有關,因此通過測定電池的電動勢便可求得待測液的pH。
Ex = j甘 -( j玻° - 0.059pHx)
因j玻°不確定,故先用已知pH的標準液代替待測液測定電池電動勢以求算j玻°,這稱為定位或校正。
Es = j甘 -( j玻° - 0.059pHs)
兩式相減便可求得pHx。
0.059由2.303換算所得,該數(shù)值隨溫度而變。在pH計上可通過溫度補償器加以校準。
檸檬酸–檸檬酸鈉緩沖液(0.1 mol/L)
pH 0.1 mol/L檸檬酸(毫升) 0.1mol/L檸檬酸鈉(毫升)
3.4 16.0 4.0
3.6 14.9 5.1
檸檬酸C6H8O7.H2O:分子量210.14,0.1 mol/L溶液為21.01克/升。
檸檬酸鈉Na3 C6H5O7.2H2O:分子量294.12,0.1 mol/L溶液為29.41克/毫升。