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2021年1月23日发(作者：戴上我的爱)
精品文档

缓冲溶液
pH
值计算公式

裴老师教你学化学



许多化学反应（包括生物化学反应）需要 在一定的
pH
值范围内进行，然而某
些反应有
H+
或
OH-
的生成或消耗，溶液的
pH
值会随反应的进行而发生变化，从
而影响反应的正 常进行。
在这种情况下，
就要借助缓冲溶液来稳定溶液的
pH
值，
以 维持反应的正常进行。
在无机化学的教学中，
为了使学生根据反应所要控制的
pH值范围，能正确选择和配制缓冲溶液，就需要要求学生对缓冲溶液
pH
值的计
算公 式熟练掌握并能灵活应用。


缓冲溶液
pH
值的计算公式，根据缓冲溶液的组成大致可分为两大类型。

1
由弱酸及弱酸盐组成的缓冲溶液


设弱酸的浓度为< br>C
酸（
mol
·
L-1
）
，弱酸盐的浓度为
C
盐（
mol
·
L-1
）
，在
溶液中存在下列平衡 ：

HA H+ + A-
［
1
］
(P78)

平衡时：
C
酸
-x xC
盐
+x
Ka
°
= x
（
C
盐
+x
）
/
（
C
酸
-x
）< br>
x =
［
H+
］
= Ka
°（
C
酸
-x
）
/
（
C
盐
+x< br>）


由于
Ka
°值较小，
且因存在同离子 效应，
此时
x
很小，
因而
C
酸
-x
≈C
酸，
C
盐
+x
≈
C
盐，所以


［
H+
］
= Ka
°
C
酸
/ C
盐


将该式两边取负对数：

-log
［
H+
］
=-logKa
°
-logC
酸
/ C
盐，所以

pH = pKa
°
-logC
酸
/ C
盐

（
1
）


这就是计算一元弱酸及弱酸盐组成的缓冲溶液
pH
值的通式。

2
由弱碱及弱碱盐组成的缓冲溶液


设弱碱的浓度为
C碱（
mol
·
L-1
）
，弱碱盐的浓度为
C
碱 （
mol
·
L-1
）
，在
溶液中存在下列平衡：

B + H2O BH+ + OH-
［
2
］
( P140)

平衡时：
C
碱
-x C
盐
+xx
。

1
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Kb
°
= x
（
C
盐
+x
）
/
（
C
碱
-x
）

x =
［
OH-
］
= Kb
°（
C
碱
-x
）
/
（
C
盐
+x
）


由于
Kb
°较小，且因存在同离子效应此时
x
很小，因此
C
碱
- x
≈
C
碱，
C
盐
+x
≈
C
盐，所 以，
［
OH-
］
= Kb
°
C
碱
/ C
盐

将该式两边取负对数：

-log
［
OH-
］
=-logKb
°
-logC
碱
/ C
盐

pOH = p Kb
°
-logC
碱
/ C
盐


又因
pH = 14 - pOH
，所以

pH = 14 -pKb
°
+ logC
碱
/ C
盐

（
2
）


这就是计算一元弱碱及弱碱盐组成的缓冲溶液
pH
值的通式。


以上两种类型的缓冲溶液由于组成不同，
其计算
pH
值的公式也不相同。这
就给教师的教学和学生的学习带来一定困难。
如果我们将这两种不同类型的缓冲
溶液用酸碱质子理论进行处理，就可将这两种计算
pH
值的公式统一起来。讨论
如下：


对于弱酸及弱酸盐组成的缓冲溶液，
如
HAc-NaA c
缓冲溶液，
根据酸碱质子
理论
Ac-
可以接受质子是碱，而
HAc
可以给出质子是酸，它们是一共轭酸碱对。
设
Ac-
的浓度为
C
碱（
mol
·
L-1
）
，
HAc
的浓 度为
C
酸（
mol
·
L-1
）
，在溶液中存
在下列解离平衡。

HAc H+ + Ac-

平衡时：
C
酸
-x x C
碱
+x
Ka
°
= x
（
C
碱
+x
）
/
（
C
酸
-x
）

x = Ka
°（
C
酸
-x
）
/
（
C
碱
+x
）


因
K a
°值较小，且因存在同离子效应，此时
x
很小，因而
C
酸
-x
≈
C
酸，
C
碱
+x
≈
C
碱， 所以

x =
［
H+
］
= Ka
°
C
酸
/ C
碱


将该式两边取负对数，得

-log
［
H+
］
=-logKa
°
-logC
酸
/ C
碱

pH = p Ka
°
-logC
酸
/ C
碱

（
3
）

。

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