可以参照无机化学教材中计算缓冲体系的方法进行计算,需要共轭酸碱的量,然后进行配置.当然,最好用实验的方法进行验证.
缓冲溶液是由弱酸及其盐或弱碱及其盐组成。对于由弱酸及其盐组成的缓冲体系,其pH值可用下式表示:
pH=pKa+lg([盐]/[酸])
因此,缓冲溶液的pH值除主要决定于pKa外,还随盐和酸的浓度比而变。只要按不同的浓度比配制溶液,就可得到不同pH的缓冲溶液。必须指出,由上述公式算得的pH是近似值,精确的计算应用活度而不应用浓度。
缓冲溶液中具有抗酸及抗碱成分,所以加入少量酸或碱其pH变化不大。当稀释缓冲溶液时,酸和盐的浓度比不变,故适当稀释对pH影响不大。缓冲容量是衡量缓冲能力大小的尺度。它的大小与缓冲剂浓度、缓冲组分比值有关。缓冲剂浓度越大,缓冲容量越大;缓冲组分比值为1∶1时,缓冲容量最大。
pH计测定溶液的pH值是一种比较精确而又快速的方法(电位法)。pH计的指示电极(常用玻璃电级)和参比电极(常用甘汞电极)与待测溶液组成一原电池:
玻璃电极∣待测溶液(pHx)‖甘汞电极
甘汞电极的电极电势稳定不变,而玻璃电极的电极电势与待测液的pH有关,因此通过测定电池的电动势便可求得待测液的pH。
Ex = j甘 -( j玻° - 0.059pHx)
因j玻°不确定,故先用已知pH的标准液代替待测液测定电池电动势以求算j玻°,这称为定位或校正。
Es = j甘 -( j玻° - 0.059pHs)
两式相减便可求得pHx。
0.059由2.303换算所得,该数值随温度而变。在pH计上可通过温度补偿器加以校准。
柠檬酸–柠檬酸钠缓冲液(0.1 mol/L)
pH 0.1 mol/L柠檬酸(毫升) 0.1mol/L柠檬酸钠(毫升)
3.4 16.0 4.0
3.6 14.9 5.1
柠檬酸C6H8O7.H2O:分子量210.14,0.1 mol/L溶液为21.01克/升。
柠檬酸钠Na3 C6H5O7.2H2O:分子量294.12,0.1 mol/L溶液为29.41克/毫升。