高中化学竞赛中的缓冲溶液原理一、缓冲溶液与缓冲作用原理（一）缓冲作用与缓冲溶液纯水在25℃时PH值为70，但只要与空气接触一段时间，因为吸收二氧化碳而使PH值降到55左右。1滴浓盐酸（约124molL1）加入1升纯水中，可使H＋增加5000倍左右（由10×107增至5×104molL1），若将1滴氢氧化钠溶液（124molL1）加到1升纯水中，PH变化也有3个单位。可见纯水的PH值因加入少量的强酸或强碱而发生很大变化。然而，1滴浓盐酸加入到1升HOAcNaOAc混合溶液或NaH2PO4Na2HPO4混合溶液中，H的增加不到百分之一（从100×107增至101×107molL1）PH值没有明显变化这种能对抗外来少量强酸强碱或稍加稀释不引起溶液PH值发生明显变化的作用叫做缓冲作用具有缓冲作用的溶液叫做缓冲溶液。（二）缓冲溶液的组成缓冲溶液由足够浓度的共轭酸碱对组成。其中，能对抗外来强碱的称为共轭酸，能对抗外来强酸的称为共轭碱，这一对共轭酸碱通常称为缓冲对、缓冲剂或缓冲系，常见的缓冲对主要有三种类型。1．弱酸及其对应的盐例如，HOAcNaOAc实际上是OAc）H2CO3NaHCO3；（；H2C8H4O4KHC8H4O4（邻苯二甲酸邻苯二甲酸氢钾）；H3BO3Na2B4O7（四硼酸钠水解后产生H2BO3）。2．多元弱酸的酸式盐及其对应的次级盐，例如，NaHCO3Na2CO3；NaH2PO4Na2HPO4；NaH2C5HO7柠檬酸二氢钠）（Na2HC6H5O7；KHC8H4O4K2C8H4O4。3．弱碱及其对应的盐例如NH3NH4CL；RNH2RNH3A（伯胺及其盐）；TrisTrisHA（三羟甲基烷及其盐）。（三）缓冲溶液的作用原理现以HOAcNaOAc缓冲溶液为例，说明缓冲溶液之所以能抵抗少量强酸或强碱使PH稳定的原理。醋酸是弱酸，在溶液中的离解度很小，溶液中主要以HOAc分子形式存在，OAc的浓度很低。醋酸钠是强电解质，在溶液中全部离解成Na和OAc，由于同离子效应，加入NaOAc后使HOAc离解平衡向左移动，使HOAc的离解度减小，HOAc增大。所以，在HOAcNaOAc混合溶液中，存在着大量的HOAc和OAc。其中HOAc主要来自共轭酸HOAc，OAc主要来自NaOAc。这个溶液有一定的H，即有一定的PH值。
f在HOAcNaOAc缓冲溶液中，存在着如下的化学平衡：
在缓冲溶液中加入少量强酸（如HCL），则增加了溶液的H。假设不发生其他反应，溶液的PH值应该减小。但是由于H增加，抗酸成分即共轭碱OAc与增加的H结合成HOAc，破坏了HOAc原有的离解平衡，使平衡左移即向生成共轭碱HOAc分子的方向移动，直至建立新的平衡。因为加入H较少，溶液中OAc浓度较大，所以加入的H绝大部分转变成弱酸HOAc，因此溶液的PHr