如何配制缓冲溶液？

不论采用哪种方法，所选择的缓冲对中弱酸的p K a将起决定作用。由于缓冲溶液的浓度都较大，所以求算其pH时一般不要求十分准确，故可以用近似方法处理。例如，设有弱酸HA及其共轭碱NaA组成的缓冲溶液，其浓度分别为c（HA）和c（A－），其物料平衡式为

电荷平衡式为

由上式变形得

代入式（4.47）得

将［A－］和［HA］代入HA的解离常数表达式，得

这是计算溶液中［H＋］浓度的精确公式，求解较为复杂，通常釆用近似方法处理。当溶液为酸性（pH<6）时，上式中［OH－］可以忽略；当溶液为碱性（pH>8）时，上式中［H＋］可忽略，故可得近似计算公式：

若c（HA）和c（A－）都比较大，且c（HA）>20［H＋］，c（A－）>20［H＋］或c（HA）>20［OH－］和c（A－）>20［OH－］时，上两式都可以简化为

这就是计算缓冲溶液中pH的最简单公式，也是最常用的公式。由此可见，缓冲溶液的pH主要取决于p K a，同时，也与比值c（A－）/c（HA）有关。适当改变其比值，就可能在一定范围内（即p K a附近）制备pH稍有不同的缓冲溶液。

例4.18　计算0.10 mol·L－1 NH4Cl和0.20 mol·L－l NH3混合溶液的pH。

解：已知＝5.7×10－10，先按最简式（4.51）计算：

显然，［OH－］　＝3.6×10－5 mol·L－1≪c a，且［OH－］≪c b，所以计算结果是合理的。pH＝9.55。

例4.19　在20.00 mL 0.100 0 mol·L－1 HAc溶液中，加入0.04 mL 0.100 mol·L－1 NaOH溶液，计算其pH。

解：这是用强碱滴定弱酸刚开始时的情况。混合后，HAc和Ac－的浓度分别为

先按最简式（4.51）计算：

此时，［H＋］≫c b，不符合近似条件，计算所得的pH甚至比0.100 0 mol·L－1 HAc的pH＝2.88还低。显然是不合理的，应按近似式（4.49）计算：

例4.20　现有1 L 0.10 mol·L－1 HAc－0.10 mol·L－1 NaAc溶液，试问：（1）该溶液的pH是多少？（2）加入0.010 mol NaOH或HCl后，溶液的pH又是多少？

解：（1）因该溶液的c a＝c（HAc）＝c b＝c（Ac－）＝0.10 mol·L－1，都较浓，故用最简式（4.51）计算：

（2）加入0.010 mol NaOH后：

相似地，加入0.010 mol HCl后(www.xing528.com)

可见在该缓冲溶液中，加入0.010 mol NaOH或HCl溶液的pH仅改变0.09左右，而纯水改变5。

例4.21　制备200 mL pH＝8.0的缓冲溶液，应取0.500 mol·L－1 NH4Cl和0.500 mol·L－1 NH3各多少毫升？

解：设需NH4Cl溶液x mL，则需NH3溶液（200－x）mL。

根据式（4.51a）：

得x＝189 mL

因此需NH4Cl溶液189 mL，NH3溶液200 mL－189 mL＝11 mL。

例4.22　向1.00 L 0.100 mol·L－1 HCl溶液中，加入多少克NaAc方能使溶液的pH变为4.46？

解：方法1：

在pH＝4.46时，根据式（4.51b）：

为中和HCl生成HAc，需加入NaAc物质的量：

n(NaAc)＝n(HAc)＝n(HCl)＝c(HCl)V(HCl)＝0.100 mol·L－1×1.00 L＝0.100 mol

设为得到缓冲溶液需另外加入x mol NaAc，所以

总的应加入NaAc的物质的量为

质量为：

方法2：

设缓冲溶液中HAc和NaAc总浓度为c（HAc＋NaAc）mol/L，则

所以应加入NaAc的质量：