在化学中，当向溶液中加入少量酸或碱时，缓冲溶液用于保持稳定的pH值。磷酸盐缓冲溶液对于生物应用尤其有用，生物应用对pH变化特别敏感，因为它可以制备接近三个pH值中任何一个的溶液。

磷酸的三个pKa值（摘自CRC化学和物理手册）分别为2.16、7.21和12.32。磷酸一钠及其共轭碱磷酸二钠通常用于产生pH值在7左右的缓冲液，用于生物应用，如图所示。

• 注意：请记住，pKa不容易测量到精确值。不同来源的文献中可能会有稍微不同的值。

制作该缓冲区比制作TAE和TBE缓冲区稍微复杂一些，但该过程并不困难，应该只需要大约10分钟。

材料

要制作磷酸盐缓冲液，您需要以下材料：

• 磷酸一钠
• 磷酸二钠。
• 磷酸或氢氧化钠（NaOH）
• pH计和探针
• 容量瓶
• 量筒
• 烧杯
• 搅拌棒
• 搅拌加热板

步骤1.决定缓冲区属性

在制作缓冲液之前，你应该首先知道你想要的摩尔浓度，要制作的体积，以及想要的pH值。大多数缓冲液在浓度介于0.1 M和10 M之间时效果最好。pH值应在酸/结合碱pKa的1个pH单位内。为简单起见，此示例计算创建1升缓冲区。

步骤2.测定酸碱比

使用Henderson Hasselbalch（HH）方程式（如下）确定所需酸碱比，以制备所需pH值的缓冲液。使用最接近所需pH值的pKa值；该比率指与pKa对应的酸碱共轭对。

HH方程：pH=pKa+log（[碱]/[酸]）

对于pH值为6.9的缓冲液，[碱]/[酸]=0.4898

用[酸]代替[碱]

缓冲液的理想摩尔浓度为[酸]+[碱]之和。

对于1m缓冲液，[碱]+[酸]=1和[碱]=1-[酸]

通过将其代入比率方程，从步骤2，您可以得到：

[酸]=0.6712摩尔/升

解[酸]

使用方程：[碱]=1-[酸]，可以计算：

[基]=0.3288摩尔/升

步骤3.混合酸和共轭碱

在使用Henderson-Hasselbalch方程计算缓冲液所需的酸碱比后，使用正确数量的磷酸一钠和磷酸二钠制备不到1升的溶液。

步骤4.检查ph值

使用pH探针确认缓冲液达到正确的pH值。根据需要，使用磷酸或氢氧化钠（NaOH）进行轻微调整。

步骤5.校正音量

达到所需pH值后，将缓冲液的体积增加至1升。然后根据需要稀释缓冲液。该缓冲液可以稀释，以产生0.5 M、0.1 M、0.05 M或介于两者之间的任何缓冲液。

这里有两个例子可以说明磷酸盐缓冲液是如何计算的，正如南非纳塔尔大学生物化学系的Clive Dennison所描述的。

例一

该要求适用于pH值为7.6的0.1 M磷酸钠缓冲液。

在Henderson-Hasselbalch方程中，pH=pKa+log（[盐]/[酸]），盐为Na2HPO4，酸为NaHzPO4。缓冲液在其pKa最有效，pKa是[salt]=[acid]的点。从方程中可以清楚地看出，如果[盐]>[酸]，pH值将大于pKa，如果[盐]<[酸]，pH值将小于pKa。因此，如果我们配制一种酸性NaH2PO4溶液，其pH值将小于pKa，因此也将小于溶液作为缓冲液时的pH值。要从该溶液中制备缓冲液，必须用碱滴定至接近pKa的pH值。NaOH是一种合适的碱，因为它保持钠作为阳离子：

NaH2PO4+NaOH--+Na2HPO4+H20。

一旦溶液滴定至正确的pH值，可将其稀释（至少在一个小范围内，以便与理想行为的偏差很小）至可提供所需摩尔浓度的体积。HH方程表明，决定pH值的是盐与酸的比率，而不是其绝对浓度。请注意：

• 在这个反应中，唯一的副产物是水。
• 缓冲液的摩尔浓度由称量的酸NaH2PO4的质量和溶液的最终体积决定(对于本例，每升最终溶液需要15.60 g二水合物。）
• NaOH的浓度无关紧要，因此可以使用任意浓度。当然，其浓度应足以影响可用体积中所需的pH值变化。
• 该反应意味着只需要简单的摩尔浓度计算和一次称重：只需配制一种溶液，所有称重的材料都用在缓冲液中，也就是说，没有废物。

请注意，首先称出“盐”（Na2HPO4）是不正确的，因为这会产生不需要的副产品。如果配制了盐溶液，其pH值将高于pKa，需要用酸滴定以降低pH值。如果使用HC1，反应将为：

Na2HPO4+HC1--+NaH2PO4+NaC1，

产生NaC1，浓度不确定，缓冲液中不需要。有时，例如，在离子交换离子强度梯度洗脱中，需要在缓冲液上叠加一个梯度，例如[NaCl]。然后，梯度发生器的两个腔室需要两个缓冲液：起始缓冲液（即平衡缓冲液，不添加NaCl，或具有NaCl的起始浓度）和结束缓冲液，其与起始缓冲液相同，但另外包含NaCl的结束浓度。在配制整理缓冲液时，必须考虑常见的离子效应（由于钠离子）。

如1988年《生化教育16（4）》杂志所述。

例二

要求为离子强度梯度整理缓冲液，0.1 M磷酸钠缓冲液，pH 7.6，含1.0 M NaCl。

在这种情况下，称量NaC1并与NaHEPO4一起配制；在滴定过程中考虑了常见的离子效应，从而避免了复杂的计算。对于1升缓冲液，将NaH2PO4.2H20（15.60 g）和NaC1（58.44 g）溶解在约950 ml蒸馏H20中，用相当浓的NaOH溶液（但任意浓度）滴定至pH 7.6，并配制成1升。

如1988年《生化教育16（4）》杂志所述。