酸鹼平衡與滴定

緩衝溶液

/ BUF-er suh-LOO-shun /

想想汽車上的減震器:開過一個顛簸,車身卻幾乎不晃,因為彈簧吸收了衝擊。緩衝溶液就是它的化學版本——加進一點酸或鹼,pH 卻幾乎不動,因為溶液裡有什麼東西悄悄吸收了這個變化。

緩衝溶液是一種在加入少量酸或鹼時能抵抗 pH 變化的溶液。它由一種弱酸和它的共軛鹼(或一種弱鹼和它的共軛酸)以相當的量混合而成。當加入酸時,共軛鹼會把多出來的氫離子吸走;當加入鹼時,弱酸會釋放氫離子來補上失去的部分。這一對搭檔輪流中和扔向它的任何東西。

緩衝液之所以重要,是因為化學和生命中有太多事情只能在狹窄的 pH 窗口裡運轉——血液、酶分析和校準標準液都依賴它們。一個誠實的提醒是:緩衝液並非無底洞:每一種緩衝液只有在其弱酸的 pKa 附近才工作良好,一旦你用過多的酸或鹼壓垮了它的儲備,pH 就會像未緩衝的溶液一樣猛然跳變。

人體血液主要靠碳酸和碳酸氫鹽這一對搭檔緩衝在 pH 7.4 附近;劇烈運動產生一點酸,碳酸氫鹽就把它吸走,所以血液 pH 只移動百分之幾個單位。

一種弱酸和它的共軛鹼合力把 pH 維持得幾乎不動。

緩衝液維持 pH 穩定,並不會把它設到中性。要挑選 pKa 最接近你想要的 pH 的那一對,因為緩衝液在該 pKa 上下約一個單位的範圍內工作得最好。

又稱
缓冲液緩衝液