酸鹼平衡與滴定
緩衝容量
/ BUF-er kuh-PAS-ih-tee /
一塊小海綿能吸掉一點小潑灑,吸飽了就不行了;一塊大海綿能應付大得多的潑灑。緩衝容量就是海綿大小的化學版本:它衡量一種緩衝液在 pH 最終失守之前,能吸收多少酸或鹼。
定量地說,緩衝容量是要使一升緩衝液的 pH 改變一個單位所必須加入的強酸或強鹼的量。它取決於兩件事:緩衝組分的總濃度,因為它們越多意味著可動用的儲備越多;以及酸形與鹼形匹配得有多均衡,因為當兩種形式的量大致相等時,緩衝液最具韌性。
容量之所以重要,是因為一種處於恰當 pH 的緩衝液,若一受挑戰就立刻耗盡,仍然毫無用處——生物和工業上的緩衝液都是按其必須吸收的負荷來設計用量的。一個誠實的提醒是:容量總是在 pKa 處達到峰值,並向兩側下降,所以一種緩衝液可以維持目標 pH,卻在那裡幾乎沒有儲備,只要那個 pH 離它的 pKa 很遠。
一份 1 莫耳每升的醋酸鹽緩衝液和一份 0.01 莫耳每升的,都能維持 pH 4.76,但濃的那份在 pH 滑落之前能吸收多一百倍的酸——同樣的 pH,容量卻天差地別。
總濃度越高意味著儲備越多,因而緩衝容量越大。
容量和 pH 是兩個獨立的設定。亨德森-哈塞爾巴爾赫比值決定 pH,而總濃度決定容量,所以在設計緩衝液時你要分別調節它們。
又稱
另見