缓冲区：它们到底是什么？
A Level 化学中告诉我们，当添加少量酸和碱时，缓冲溶液可以最大限度地减少 pH 值变化。
我们还了解到有两种类型的缓冲区：
- 酸性缓冲液：由弱酸及其盐组成，例如。 CH 3 COOH + CH 3 COONa
- 碱性缓冲液：由弱碱及其盐组成，例如。氨水3 + NH 4 Cl。
让我们来看看顶级 JC 的一些 A 级预备化学题。
1. 人机交互 2010 P3
混合 500 cm 3制成缓冲溶液 0.30 moldm -3 磷酸钠2 PO 4 100厘米3 0.20摩尔米-3 Na 2 HPO 4 。
对于平衡：
H 2 PO 4 – (aq) ⇋ H + (aq) + HPO 4 2- (aq) Ka = 6.30 x 10 -7 Moldm -3
计算缓冲溶液的pH值。
2. 新泽西赛2010 P3
研究中使用的大多数生物样品都是在缓冲液中制备的，尤其是 pH 7.4 的磷酸盐缓冲盐水。 1分米3 该缓冲液可通过将 8.00g NaCl、1.44g Na 2 HPO 4和 2.56g NaH 2 PO4 溶解在 1 dm 3中来制备 蒸馏水。
然后通过添加固体NaOH调节该混合物的pH值。
计算必须添加到混合物中的固体 NaOH 的质量，以使 pH 值达到 7.4。 H 2 PO 4的 pKa – = 7.2
请注意，在这两个问题中，缓冲系统并不是由我们在 JC Chemistry 中学到的“典型”缓冲类型组成。
事实上，自然界中最常见的缓冲区并不属于“典型”缓冲区类型，例如，
- 海水和淡水湖泊/河流/井中的缓冲区：HCO 3 –
和CO 3 2- - 细胞质中的缓冲剂：H 2 PO 4 – 和 HPO 4 2-
- 蛋白质缓冲液：多肽中的酸性和碱性氨基酸基团。
对于外行来说，上面引用的天然缓冲剂看起来像是盐的组合，不存在“典型”酸或碱。
那么我们如何 认出 缓冲区？
缓冲区通常可以被识别为具有以下特征，而不是使用传统的定义来查看缓冲区
- 共轭酸碱对（多肽除外）
- 该对中的任何成员都不应是强酸或强碱
该定义涵盖了酸性和碱性缓冲液的常规定义，并且还包括不存在“典型”酸或碱、但有2种盐或多肽中的氨基酸残基的缓冲液。
例如。我们可以将 HCl 和 NaCl 视为共轭酸碱对，但由于 HCl 是强酸，因此它不具有任何显着的缓冲能力。
仔细观察 Henderson-Hassalbalch (HH) 方程。
我们被告知，由于有 2 种缓冲区，因此应该有 2 个不同的缓冲区方程：
酸性缓冲液：
| pH = pKa + lg | [盐] ———— [酸] |
…(1) |
碱性缓冲液：
| pOH = pKb + lg | [盐] ———— [根据] |
…(2) |
然而，由于我们现在以全新的方式看待缓冲区，那么我们也应该以新的方式看待 HH 方程。事实上，HH 方程的原始通用形式是
| pH = pKa + lg | [结合基础] ———— [酸] |
…(3) |
HH 方程的这种通用形式看起来与酸性缓冲液（方程（1））相似，但与碱性缓冲液（方程（2））有些不同。
然而，如果要扣除等式的左侧和右侧： (2) 从14，我们将得到式(3)，这意味着仅用式(3)就足以表达溶液的pH值与组成缓冲液的各组分的浓度比之间的关系！
那么，当我们只需要记住 1 个方程时，为什么还要记住 2 个方程呢？
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