酸碱平衡与滴定
缓冲容量
/ BUF-er kuh-PAS-ih-tee /
一块小海绵能吸掉一点小泼洒,吸饱了就不行了;一块大海绵能应付大得多的泼洒。缓冲容量就是海绵大小的化学版本:它衡量一种缓冲液在 pH 最终失守之前,能吸收多少酸或碱。
定量地说,缓冲容量是要使一升缓冲液的 pH 改变一个单位所必须加入的强酸或强碱的量。它取决于两件事:缓冲组分的总浓度,因为它们越多意味着可动用的储备越多;以及酸形与碱形匹配得有多均衡,因为当两种形式的量大致相等时,缓冲液最具韧性。
容量之所以重要,是因为一种处于恰当 pH 的缓冲液,若一受挑战就立刻耗尽,仍然毫无用处——生物和工业上的缓冲液都是按其必须吸收的负荷来设计用量的。一个诚实的提醒是:容量总是在 pKa 处达到峰值,并向两侧下降,所以一种缓冲液可以维持目标 pH,却在那里几乎没有储备,只要那个 pH 离它的 pKa 很远。
一份 1 摩尔每升的醋酸盐缓冲液和一份 0.01 摩尔每升的,都能维持 pH 4.76,但浓的那份在 pH 滑落之前能吸收多一百倍的酸——同样的 pH,容量却天差地别。
总浓度越高意味着储备越多,因而缓冲容量越大。
容量和 pH 是两个独立的设定。亨德森-哈塞尔巴尔赫比值决定 pH,而总浓度决定容量,所以在设计缓冲液时你要分别调节它们。
又称
另见