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科普小知識(shí)
緩沖劑能被用來(lái)控制高溫高壓狀態(tài)下,或常溫常壓下,氣體或液體逸度的固體組合,它可以是固態(tài)的也可以是液態(tài)的。 化學(xué)工程中的緩沖劑常稱為酸堿穩(wěn)定劑,一般是鹽類,如強(qiáng)酸弱堿或弱酸強(qiáng)堿鹽類,在反應(yīng)或保存中逐漸釋出鹽中的酸或堿以保持穩(wěn)定的酸堿值.
編輯
(1)氧緩沖劑
是包括水在內(nèi)的固體組合，在固定溫度和總壓條件下能產(chǎn)生恒定的氧逸度，用于H-O體系
(2)石墨緩沖劑
在一定溫度和總壓條件下，石墨的存在確定了體系的各種氣相成分和逸度，用于C-O體系；
(3)氧和石墨聯(lián)合緩沖劑
用于C-O-H體系；
(4)酸堿緩沖劑
fHZ由外部提供，純固相銀和純液相氯化銀在一定的溫度和壓力下平衡，即可產(chǎn)生固定的。fHCl，用于H-O-Cl體系。緩沖劑在電鍍中能抑制電鍍液pH值的變化。如鍍鎳溶液中加入硼酸，其緩沖范圍與電鍍液的pH值5～6接近，因而它能有效地抑制電鍍過(guò)程中引起的陰極附近溶液pH值的變化。此外，在其他一些電鍍?nèi)芤褐校@鹽、醋酸鹽、檸檬酸鹽等也得到應(yīng)用。
1） 當(dāng)往某些溶液中加入一定量的酸和堿時(shí)，有阻礙溶液pH變化的作用，稱為緩沖作用，這樣的溶液叫做緩沖溶液。弱酸及其鹽的混合溶液（如HAc與NaAc），弱堿及其鹽的混合溶液（如NH3·H2O與NH4Cl）等都是緩沖溶液。 由弱酸HA及其鹽NaA所組成的緩沖溶液對(duì)酸的緩沖作用，是由于溶液中存在足夠量的堿A-的緣故。當(dāng)向這種溶液中加入一定量的強(qiáng)酸時(shí)，H 離子基本上被A-離子消耗： 所以溶液的pH值幾乎不變；當(dāng)加入一定量強(qiáng)堿時(shí)，溶液中存在的弱酸HA消耗OH-離子而阻礙pH的變化。
2）緩沖溶液的緩沖能力
在緩沖溶液中加入少量強(qiáng)酸或強(qiáng)堿，其溶液pH值變化不大，但若加入酸，堿的量多時(shí)，緩沖溶液生物緩沖劑就失去了它的緩沖作用。這說(shuō)明它的緩沖能力是有一定限度的。 緩沖溶液的緩沖能力與組成緩沖溶液的組分濃度有關(guān)。0.1mol·L-1HAc和0.1mol· L-1NaAc組成的緩沖溶液，比0.01mol·L-1HAc和0.01mol·L-1NaAc的緩沖溶液緩沖能力大。關(guān)于這一點(diǎn)通過(guò)計(jì)算便可證實(shí)。但緩沖溶液組分的濃度不能太大，否則，不能忽視離子間的作用。 組成緩沖溶液的兩組分的比值當(dāng)c（鹽）/c（酸）為1∶1時(shí)△pH最小， 此時(shí)緩沖能力大。緩沖組分的比值離1∶1愈遠(yuǎn)，緩沖能力愈小，甚至不能起緩沖作用。對(duì)于任何緩沖體系，存在有效緩沖范圍，這個(gè)范圍大致在pKaφ（或pKbφ）兩側(cè)各一個(gè)pH單位之內(nèi)。 弱酸及其鹽（弱酸及其共軛堿）體系pH=pKaφ±1 弱堿及其鹽（弱堿及其共軛酸）體系pOH=pKbφ±1 例如HAc的pKaφ為4.76，所以用HAc和NaAc適宜于配制pH為3.76～5.76的緩沖溶液，在這個(gè)范圍內(nèi)有較大的緩沖作用。配制pH=4.76的緩沖溶液時(shí)緩沖能力，此時(shí)（c（HAc）/c（NaAc）=1。
3）緩沖溶液的配制和應(yīng)用
為了配制一定pH的緩沖溶液，首先選定一個(gè)弱酸，它的pKaφ盡可能接近所需配制的緩沖溶液的pH值，然后計(jì)算酸與堿的濃度比，根據(jù)此濃度比便可配制所需緩沖溶液。 以上主要以弱酸及其鹽組成的緩沖溶液為例說(shuō)明它的作用原理、pH計(jì)算和配制方法。對(duì)于弱堿及其鹽組成的緩沖溶液可采用相同的方法。
緩沖溶液在物質(zhì)分離和成分分析等方面應(yīng)用廣泛，如鑒定Mg2 離子時(shí)，可用下面的反應(yīng)： 白色磷酸銨鎂沉淀溶于酸，故反應(yīng)需在堿性溶液中進(jìn)行，但堿性太強(qiáng)，可能生成白色Mg（OH）2沉淀，所以反應(yīng)的pH值需控制在一定范圍內(nèi)，因此利用NH3·H2O和NH4Cl組成的緩沖溶液，保持溶液的pH值條件下，進(jìn)行上述反應(yīng)。