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日志

 
 

pH缓冲液  

2008-03-08 09:04:03|  分类: 專業工作 |  标签: |举报 |字号 订阅

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PH缓冲液
1)缓冲溶液作用原理和pH值
当往某些溶液中加入一定量的酸和碱时,有阻碍溶液pH变化的作用,称为缓冲作用,这样的溶液叫做缓冲溶液。弱酸及其盐的混合溶液(如HAc与NaAc),弱碱及其盐的混合溶液(如NH3·H2O与NH4Cl)等都是缓冲溶液。
由弱酸HA及其盐NaA所组成的缓冲溶液对酸的缓冲作用,是由于溶液中存在足够量的碱A-的缘故。当向这种溶液中加入一定量的强酸时,H 离子基本上被A-离子消耗:

所以溶液的pH值几乎不变;当加入一定量强碱时,溶液中存在的弱酸HA消耗OH-离子而阻碍pH的变化。


2)缓冲溶液的缓冲能力
在缓冲溶液中加入少量强酸或强碱,其溶液pH值变化不大,但若加入酸,碱的量多时,缓冲溶液就失去了它的缓冲作用。这说明它的缓冲能力是有一定限度的。
缓冲溶液的缓冲能力与组成缓冲溶液的组分浓度有关。0.1mol·L-1HAc和0.1mol·   L-1NaAc组成的缓冲溶液,比0.01mol·L-1HAc和0.01mol·L-1NaAc的缓冲溶液缓冲能力大。关于这一点通过计算便可证实。但缓冲溶液组分的浓度不能太大,否则,不能忽视离子间的作用。
组成缓冲溶液的两组分的比值不为1∶1时,缓冲作用减小,缓冲能力降低,当c(盐)/c(酸)为1∶1时△pH最小,缓冲能力大。不论对于酸或碱都有较大的缓冲作用。缓冲溶液的pH值可用下式计算:



此时缓冲能力大。缓冲组分的比值离1∶1愈远,缓冲能力愈小,甚至不能起缓冲作用。对于任何缓冲体系,存在有效缓冲范围,这个范围大致在pKaφ(或pKbφ)两侧各一个pH单位之内。
弱酸及其盐(弱酸及其共轭碱)体系pH=pKaφ±1
弱碱及其盐(弱碱及其共轭酸)体系pOH=pKbφ±1
例如HAc的pKaφ为4.76,所以用HAc和NaAc适宜于配制pH为3.76~5.76的缓冲溶液,在这个范围内有较大的缓冲作用。配制pH=4.76的缓冲溶液时缓冲能力最大,此时(c(HAc)/c(NaAc)=1。
3)缓冲溶液的配制和应用
为了配制一定pH的缓冲溶液,首先选定一个弱酸,它的pKaφ尽可能接近所需配制的缓冲溶液的pH值,然后计算酸与碱的浓度比,根据此浓度比便可配制所需缓冲溶液。
以上主要以弱酸及其盐组成的缓冲溶液为例说明它的作用原理、pH计算和配制方法。对于弱碱及其盐组成的缓冲溶液可采用相同的方法。
缓冲溶液在物质分离和成分分析等方面应用广泛,如鉴定Mg2 离子时,可用下面的反应:

白色磷酸铵镁沉淀溶于酸,故反应需在碱性溶液中进行,但碱性太强,可能生成白色Mg(OH)2沉淀,所以反应的pH值需控制在一定范围内,因此利用NH3·H2O和NH4Cl组成的缓冲溶液,保持溶液的pH值条件下,进行上述反应。

缓冲液配制



缓冲液

乙醇-醋酸铵缓冲液(pH3.7) 取5mol/L醋酸溶液15.0ml,加乙醇60ml和水20ml,用
10mol/L氢氧化铵溶液调节pH值至3.7,用水稀释至1000ml,即得。
三羟甲基氨基甲烷缓冲液(pH8.0) 取三羟甲基氨基甲烷12.14g,加水800ml,搅拌溶
解,并稀释至1000ml,用6mol/L盐酸溶液调节pH值至8.0,即得。
三羟甲基氨基甲烷缓冲液(pH8.1) 取氯化钙0.294g,加0.2mol/L三羟甲基氨基甲烷
溶液40ml使溶解,用1mol/L盐酸溶液调节pH值至8.1,加水稀释至100ml,即得。
三羟甲基氨基甲烷缓冲液(pH9.0) 取三羟甲基氨基甲烷6.06g,加盐酸赖氨酸3.65g
、氯化钠5.8g、乙二胺四醋酸二钠0.37g,再加水溶解使成1000ml,调节pH值至9.0,即
得。
乌洛托品缓冲液 取乌洛托品75g,加水溶解后,加浓氨溶液4.2ml,再用水稀释至
250ml,即得。          
  巴比妥缓冲液(pH7.4) 取巴比妥钠4.42g,加水使溶解并稀释至400ml,用2mol/L盐
酸溶液调节pH值至7.4,滤过,即得。
  巴比妥缓冲液(pH8.6) 取巴比妥5.52g与巴比妥钠30.9g,加水使溶解成2000ml,即
得。
  巴比妥-氯化钠缓冲液(pH7.8) 取巴比妥钠5.05g,加氯化钠3.7g及水适量使溶解,
另取明胶0.5g加水适量,加热溶解后并入上述溶液中。然后用0.2mol/L盐酸溶液调节pH
值至7.8,再用水稀释至500ml,即得。        
甲酸钠缓冲液(pH3.3) 取2mol/L甲酸溶液25ml,加酚酞指示液1滴,用2mol/L氢氧
化钠溶液中和,再加入2mol/L甲酸溶液75ml,用水稀释至200ml,调节pH值至3.25~3.30,
即得。  
邻苯二甲酸盐缓冲液(pH5.6) 取邻苯二甲酸氢钾10g,加水900ml,搅拌使溶解,用
氢氧化钠试液(必要时用稀盐酸)调节pH值至5.6,加水稀释至1000ml,混匀,即得。
枸橼酸盐缓冲液 取枸橼酸4.2g,加1mol/L的20%乙醇制氢氧化钠溶液40ml使溶解,
再用20%乙醇稀释至100ml,即得。    
枸橼酸盐缓冲液(pH6.2) 取2.1%枸橼酸水溶液,用50%氢氧化钠溶液调节pH值至
6.2,即得。        
枸橼酸-磷酸氢二钠缓冲液(pH4.0) 甲液:取枸橼酸21g或无水枸橼酸19.2g,加水
使溶解成1000ml,置冰箱内保存。乙液:取磷酸氢二钠71.63g,加水使溶解成1000ml。  
取上述甲液61.45ml与乙液38.55ml混合,摇匀,即得。  
氨-氯化铵缓冲液(pH8.0)   取氯化铵1.07g,加水使溶解成100ml,再加稀氨溶液
(1→30)调节pH值至8.0,即得。  
氨-氯化铵缓冲液(pH10.0) 取氯化铵5.4g,加水20ml溶解后,加浓氯溶液35ml,
再加水稀释至100ml,即得。    
硼砂-氯化钙缓冲液(pH8.0) 取硼砂0.572g与氯化钙2.94g,加水约800ml溶解后,
用1mol/L盐酸溶液约2.5ml调节pH值至8.0,加水稀释至1000ml,即得。
硼砂-碳酸钠缓冲液(pH10.8~11.2) 取无水碳酸钠5.30g,加水使溶解成1000ml;
另取硼砂1.91g,加水使溶解成100ml。临用前取碳酸钠溶液973ml 与硼砂溶液27ml,混
匀,即得。  
硼酸-氯化钾缓冲液(pH9.0) 取硼酸3.09g,加0.1mol/L氯化钾溶液500ml使溶解,
再加0.1mol/L氢氧化钠溶液210ml,即得。  
醋酸盐缓冲液(pH3.5) 取醋酸铵25g,加水25ml溶解后,加7mol/L盐酸溶液38ml,
用2mol/L盐酸溶液或5mol/L氨溶液准确调节pH值至3.5(电位法指示),用水稀释至100ml,
即得。    
醋酸-锂盐缓冲液(pH3.0) 取冰醋酸50ml,加水800ml混合后,用氢氧化锂调节pH
值至3.0,再加水稀释至1000ml,即得。  
醋酸-醋酸钠缓冲液(pH3.6) 取醋酸钠5.1g,加冰醋酸20ml,再加水稀释至250ml,
即得。          
  醋酸-醋酸钠缓冲液(pH3.7) 取无水醋酸钠20g,加水300ml溶解后,加溴酚蓝指示
液1ml及冰醋酸60~80ml,至溶液从蓝色转变为纯绿色,再加水稀释至1000ml,即得。
醋酸-醋酸钠缓冲液(pH3.8) 取2mol/L醋酸钠溶液13ml与2mol/L醋酸溶液87ml,加
每1ml含铜1mg的硫酸铜溶液0.5ml,再加水稀释至1000ml,即得。
醋酸-醋酸钠缓冲液(pH4.5) 取醋酸钠18g,加冰醋酸9.8ml,再加水稀释至1000ml,
即得。    
醋酸-醋酸钠缓冲液(pH4.6) 取醋酸钠5.4g,加水50ml使溶解,用冰醋酸调节pH值
至4.6,再加水稀释至100ml,即得。    
醋酸-醋酸钠缓冲液(pH6.0) 取醋酸钠54.6g,加1mol/L醋酸溶液20ml溶解后,加
水稀释至500ml,即得。
醋酸-醋酸钾缓冲液(pH4.3) 取醋酸钾14g,加冰醋酸20.5ml,再加水稀释至1000
ml,即得。        
醋酸-醋酸铵缓冲液(pH4.5) 取醋酸铵7.7g,加水50ml溶解后,加冰醋酸6ml与适
量的水使成100ml,即得。    
醋酸-醋酸铵缓冲液(pH6.0) 取醋酸铵100g,加水300ml使溶解,加冰醋酸7ml,摇
匀,即得。        
磷酸-三乙胺缓冲液 取磷酸约4ml与三乙胺约7ml,加50%甲醇稀释至1000ml,用
磷酸调节pH值至3.2,即得。    
磷酸盐缓冲液 取磷酸二氢钠38.0g,与磷酸氢二钠5.04g,加水使成1000ml,即得。
磷酸盐缓冲液(pH2.0) 甲液:取磷酸16.6ml,加水至1000ml,摇匀。乙液:取磷酸
氢二钠71.63g,加水使溶解成1000ml。取上述甲液72.5ml与乙液27.5ml混合,摇匀,即
得。  
磷酸盐缓冲液(pH2.5) 取磷酸二氢钾100g,加水800ml,用盐酸调节pH至2.5,用水
稀释至1000ml。
磷酸盐缓冲液(pH5.0) 取0.2mol/L磷酸二氢钠溶液一定量,用氢氧化钠试液调节pH
值至5.0,即得。
磷酸盐缓冲液(pH5.8) 取磷酸二氢钾8.34g与磷酸氢二钾0.87g,加水使溶解成1000
ml,即得。        
磷酸盐缓冲液(pH6.5)   取磷酸二氢钾0.68g,加0.1mol/L氢氧化钠溶液15.2ml,用
水稀释至100ml,即得。  
磷酸盐缓冲液(pH6.6) 取磷酸二氢钠1.74g、磷酸氢二钠2.7g与氯化钠1.7g,加水
使溶解成400ml,即得。      
磷酸盐缓冲液(含胰酶)(pH6.8) 取磷酸二氢钾6.8g,加水500ml使溶解,用0.1mol/L
氢氧化钠溶液调节pH值至6.8;另取胰酶10g,加水适量使溶解,将两液混合后,加水稀释
至1000ml,即得。
磷酸盐缓冲液(pH6.8) 取0.2mol/L磷酸二氢钾溶液250ml,加0.2mol/L氢氧化钠溶
液118ml,用水稀释至1000ml,摇匀,即得。
磷酸盐缓冲液(pH7.0) 取磷酸二氢钾0.68g,加0.1mol/L氢氧化钠溶液29.1ml,用
水稀释至100ml,即得。  
磷酸盐缓冲液(pH7.2)   取0.2mol/L磷酸二氢钾溶液50ml与0.2mol/L氢氧化钠溶液
35ml,加新沸过的冷水稀释至200ml,摇匀,即得。
磷酸盐缓冲液(pH7.3) 取磷酸氢二钠1.9734g与磷酸二氢钾0.2245g,加水使溶解成
1000ml,调节pH值至7.3,即得。  
磷酸盐缓冲液(pH7.4)   取磷酸二氢钾1.36g, 加0.1mol/L氢氧化钠溶液79ml,用
水稀释至200ml,即得。    
磷酸盐缓冲液(pH7.6)   取磷酸二氢钾27.22g,加水使溶解成1000ml,取50ml,加
0.2mol/L氢氧化钠溶液42.4ml,再加水稀释至200ml,即得。
磷酸盐缓冲液(pH7.8) 甲液:取磷酸氢二钠35.9g,加水溶解,并稀释至500ml。
乙液:取磷酸二氢钠2.76g,加水溶解,并稀释至100ml。取上述甲液91.5ml与乙液8.5ml
混合,摇匀,即得。    
磷酸盐缓冲液(pH7.8~8.0) 取磷酸氢二钾5.59g与磷酸二氢钾0.41g,加水使溶解
成1000ml,即得。

 

1. 甘氨酸–盐酸缓冲液(0.05mol/L)
X毫升0.2 mol/L甘氨酸+Y毫升0.2 mol/L HCI,再加水稀释至200毫升
pH        X        Y        pH        X        Y
2.02.42.62.8        50505050        44.032.424.216.8        3.03.23.43.6        50505050        11.48.26.45.0
甘氨酸分子量 = 75.07,0.2 mol/L甘氨酸溶液含15.01克/升。

2.邻苯二甲酸–盐酸缓冲液(0.05 mol/L)
X毫升0.2 mol/L邻苯二甲酸氢钾 + 0.2 mol/L HCl,再加水稀释到20毫升
pH(20℃)        X        Y        pH(20℃)        X        Y
2.22.42.62.83.0        55555        4.0703.9603.2952.6422.022        3.23.43.63.8        5555        1.4700.9900.5970.263
邻苯二甲酸氢钾分子量 = 204.23,0.2 mol/L邻苯二甲酸氢溶液含40.85克/升

3.磷酸氢二钠–柠檬酸缓冲液
pH        0.2mol/L Na2HPO4(毫升)        0.1mol/L柠檬酸(毫升)        pH        0.2mol/L Na2HPO4 (毫升)        0.1mol/L柠檬酸(毫升)
2.22.42.62.83.03.23.43.63.84.04.24.44.64.85.0        0.401.242.183.174.114.945.706.447.107.718.288.829.359.8610.30        10.6018.7617.8216.8315.8915.0614.3013.5612.9012.2911.7211.1810.6510.149.70        5.25.45.65.86.06.26.46.66.87.07.27.47.67.88.0        10.7211.1511.6012.0912.6313.2213.8514.5515.4516.4717.3918.1718.7319.1519.45        9.288.858.407.917.376.786.155.454.553.532.611.831.270.850.55
Na2HPO4分子量 = 14.98,0.2 mol/L溶液为28.40克/升。
Na2HPO4·2H2O分子量 = 178.05,0.2 mol/L溶液含35.01克/升。
C4H2O7·H2O分子量 = 210.14,0.1 mol/L溶液为21.01克/升。

4.柠檬酸–氢氧化钠-盐酸缓冲液
pH        钠离子浓度(mol/L)        柠檬酸(克)C6H8O7·H2O        氢氧化钠(克)NaOH 97%        盐酸(毫升)HCl(浓)        最终体积(升)①
2.23.13.34.35.35.86.5        0.200.200.200.200.350.450.38        210210210210245285266        84838383144186156        1601161064568105126        10101010101010
① 使用时可以每升中加入1克克酚,若最后pH值有变化,再用少量50% 氢氧化钠溶液或浓盐酸调节,冰箱保存。
5.柠檬酸–柠檬酸钠缓冲液(0.1 mol/L)
pH        0.1 mol/L柠檬酸(毫升)        0.1 mol/L柠檬酸钠(毫升)        pH        0.1 mol/L柠檬酸(毫升)        0.1 mol/L柠檬酸钠(毫升)
3.03.23.43.63.84.04.24.44.64.8        18.617.216.014.914.013.112.311.410.39.2        1.42.84.05.16.06.97.78.69.710.8        5.05.25.45.65.86.06.26.46.6        8.27.36.45.54.73.82.82.01.4        11.812.713.614.515.316.217.218.018.6
柠檬酸C6H8O7·H2O:分子量210.14,0.1 mol/L溶液为21.01克/升。
柠檬酸钠Na3 C6H5O7·2H2O:分子量294.12,0.1 mol/L溶液为29.41克/毫升。

6.乙酸–乙酸钠缓冲液(0.2 mol/L)
pH(18℃)        0.2 mol/L NaAc(毫升)        0.3 mol/L HAc(毫升)         pH(18℃)        0.2 mol/LNaAc(毫升)        0.3 mol/LHAc(毫升)
2.63.84.04.24.44.6        0.751.201.802.653.704.90        9.258.808.207.356.305.10        4.85.05.25.45.65.8        5.907.007.908.609.109.40        4.103.002.101.400.900.60
Na2Ac·3H2O分子量 = 136.09,0.2 mol/L溶液为27.22克/升。


7.磷酸盐缓冲液
(1)磷酸氢二钠–磷酸二氢钠缓冲液(0.2)
pH        0.2 mol/L Na2HPO4(毫升)        0.3 mol/L NaH2PO4(毫升)         pH        0.2 mol/L Na2HPO4(毫升)        0.3 mol/L NaH2PO4(毫升)
5.85.96.06.16.26.36.46.56.66.76.86.9        8.010.012.315.018.522.526.531.537.543.549.555.0        92.090.087.785.081.577.573.568.562.5 56.551.045.0        7.07.17.27.37.47.57.67.77.87.98.0        61.067.072.077.081.084.087.089.591.593.094.7        39.033.028.023.019.016.013.010.58.57.05.3
Na2HPO4·2H2O分子量 = 178.05,0.2 mol/L溶液为85.61克/升。
Na2HPO4·12H2O分子量 = 358.22,0.2 mol/L溶液为71.64克/升。
Na2HPO4·2H2O分子量 = 156.03,0.2 mol/L溶液为31.21克/升。
(2)磷酸氢二钠–磷酸二氢钾缓冲液(1/15 mol/L)
pH        mol/L/15Na2HPO4(毫升)        mol/L//15KH2PO4(毫升)        pH        mol/L//15Na2HPO4(毫升)        mol/L//15KH2PO4(毫升)
4.925.295.916.246.476.646.816.98        0.100.501.002.003.004.005.006.00        9.909.509.008.007.006.005.004.00        7.177.387.738.048.348.678.18        7.008.009.009.509.759.9010.00        3.002.001.000.500.250.100
Na2HPO4·2H2O分子量 = 178.05,1/15M溶液为11.876克/升。
KH2PO4分子量 = 136.09,1/15M溶液为9.078克/升。

8.磷酸二氢钾–氢氧化钠缓冲液(0.05M)
X毫升0.2M K2PO4 + Y毫升0.2N NaOH加水稀释至29毫升
pH(20℃)        X (毫升)        Y(毫升)        pH(20℃)        X (毫升)        Y(毫升)
5.86.06.26.46.66.8        555555        0.3720.5700.8601.2601.7802.365        7.07.27.47.67.88.0        555555        2.9633.5003.9504.2804.5204.680

9.巴比妥钠-盐酸缓冲液(18℃)
pH        0.04M巴比妥钠溶液        0.2V盐酸        pH        0.04M巴比妥钠溶液(毫升)        0.2N盐酸(毫升)
6.87.07.27.47.67.88.08.2        100100100100100100100100        18.417.816.715.313.411.479.397.21        8.48.68.89.09.29.49.6        100100100100100100100100        5.213.822.521.651.130.700.35
巴比妥钠盐分子量=206.18;0.04M溶液为8.25克/升

10.Tris–盐酸缓冲液(0.05M,25℃)
50毫升0.1M三羟甲基氨基甲烷(Tris)溶液与X毫升0.1N盐酸混匀后,加水稀释至100毫升。
pH        X(毫升)        pH        X(毫升)
7.107.207.307.407.507.607.707.807.908.00        45.744.743.442.040.338.536.634.532.029.2        8.108.208.308.408.508.608.708.808.90        26.222.919.917.214.712.410.38.57.0
三羟甲基氨基甲烷(Tris)HOCH2 CH2OH
C
HOCH2 NH2
分子量=121.14;
0. 1M溶液为12.114克/升。Tris溶液可从空气中吸收二氧化碳,使用时注意将瓶盖严。

11.硼酸–硼砂缓冲液(0.2M硼酸根)
pH        0.05M硼砂(毫升)        0.2M硼砂(毫升)        pH        0.05M硼砂(毫升)        0.2M硼酸(毫升)
7.47.67.88.0        1.01.52.03.0        9.08.58.07.0        8.28.48.79.0        3.54.56.08.0        6.55.54.02.0
硼砂Na2B4O7·H2O,分子量=381.43;0.05M溶液(=0.2M硼酸根)含19.07克/升。
硼酸H2BO3,分子量=61.84,0.2M溶液为12.37克/升。
硼砂易失去结晶水,必须在带塞的瓶中保存。

11.硼酸-硼砂缓冲液(0.2M硼酸根)
pH        0.05M硼砂(毫升)        0.2M硼酸(毫升)        pH        0.05M硼砂(毫升)        0.2M硼酸(毫升)
7.47.67.88.0        1.01.52.03.0        9.08.58.07.0        8.28.48.79.0        3.54.56.08.0        6.55.54.02.0
硼砂Na2B4O7·10H2O,分子量=381.43;0.05M溶液(=0.2M硼酸根)含19.07克/升。
硼酸H2BO3,分子量=61.84, 0.2M溶液为12.37克/升。
硼砂        易失去结晶水,必须在带塞的瓶中保存。

12.甘氨酸–氢氧化钠缓冲液(0.05M)
X毫升0.2M甘氨酸+Y毫升0.2NnaOH加水稀释至200毫升
pH        X        Y        pH        X        Y
8.68.89.09.29.4        5050505050        4.06.08.812.016.8        9.69.810.010.410.6        5050505050        22.427.232.038.645.5
甘氨酸分子量=75.07;0.2M溶液含15.01克/升。

13.硼砂-氢氧化钠缓冲液(0.05M硼酸根)
X毫升0.05M硼砂+Y毫升0.2NNaOH加水稀释至200毫升
pH        X        Y        pH        X        Y
9.39.49.6        505050        6.011.023.0        9.810.010.1        505050        34.043.046.0
硼砂Na2B4O7·10H2O,分子量=381.43;0.05M溶液为19.07克/升。

14.碳酸钠-碳酸氢钠缓冲液(0.1M)
Ca2+、Mg2+存在时不得使用
pH        0.1MNa2CO3(毫升)        0.1MN2HCO3(毫升)
20℃        37℃                
9.169.409.519.789.9010.1410.2810.5310.83        8.779.129.409.509.729.9010.0810.2810.57        123456789        987654321
Na2CO2·10H2O分子量=286.2;0.1M溶液为28.62克/升。
N2HCO3分子量=84.0;0.1M溶液为8.40克/升。

15.“PBS”缓冲液
PH        7.6        7.4        7.2        7.0
H2ONaClNa2HPO4NaH2PO4        10008.52.20.1        10008.52.20.2        10008.52.20.3        100ml8.5g2.2g0.4g


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