酸碱平衡与滴定
缓冲溶液
/ BUF-er suh-LOO-shun /
想想汽车上的减震器:开过一个颠簸,车身却几乎不晃,因为弹簧吸收了冲击。缓冲溶液就是它的化学版本——加进一点酸或碱,pH 却几乎不动,因为溶液里有什么东西悄悄吸收了这个变化。
缓冲溶液是一种在加入少量酸或碱时能抵抗 pH 变化的溶液。它由一种弱酸和它的共轭碱(或一种弱碱和它的共轭酸)以相当的量混合而成。当加入酸时,共轭碱会把多出来的氢离子吸走;当加入碱时,弱酸会释放氢离子来补上失去的部分。这一对搭档轮流中和扔向它的任何东西。
缓冲液之所以重要,是因为化学和生命中有太多事情只能在狭窄的 pH 窗口里运转——血液、酶分析和校准标准液都依赖它们。一个诚实的提醒是:缓冲液并非无底洞:每一种缓冲液只有在其弱酸的 pKa 附近才工作良好,一旦你用过多的酸或碱压垮了它的储备,pH 就会像未缓冲的溶液一样猛然跳变。
人体血液主要靠碳酸和碳酸氢盐这一对搭档缓冲在 pH 7.4 附近;剧烈运动产生一点酸,碳酸氢盐就把它吸走,所以血液 pH 只移动百分之几个单位。
一种弱酸和它的共轭碱合力把 pH 维持得几乎不动。
缓冲液维持 pH 稳定,并不会把它设到中性。要挑选 pKa 最接近你想要的 pH 的那一对,因为缓冲液在该 pKa 上下约一个单位的范围内工作得最好。
又称
另见