缓冲液是含有弱酸及其盐或弱碱及其盐的溶液，可抵抗pH值的变化。换句话说，缓冲液是弱酸及其共轭碱或弱碱及其共轭酸的水溶液。缓冲液也可称为pH缓冲液、氢离子缓冲液或缓冲溶液。

缓冲液用于维持溶液中的稳定pH值，因为它们可以中和少量额外的酸碱。对于给定的缓冲溶液，有一个工作pH值范围和一定量的酸或碱，可以在pH值改变之前中和。在改变缓冲液pH值之前，可以添加到缓冲液中的酸或碱的量称为缓冲液容量。

Henderson-Hasselbalch方程可用于测量缓冲液的近似pH值。为了使用该方程，输入初始浓度或化学计量浓度，而不是平衡浓度。

缓冲化学反应的一般形式为：

哈⇌ H++A−

缓冲区示例

• 血液-含有碳酸氢盐缓冲系统
• 三缓冲区
• 磷酸盐缓冲液

如上所述，缓冲液在特定pH范围内是有用的。例如，以下是常用缓冲剂的pH值范围：

制备缓冲溶液时，调整溶液的pH值，使其处于正确的有效范围内。通常添加强酸，如盐酸（HCl），以降低酸性缓冲液的pH值。添加强碱，如氢氧化钠溶液（NaOH），以提高碱性缓冲液的pH值。

缓冲区如何工作

为了理解缓冲液是如何工作的，考虑通过将乙酸钠溶解到乙酸中制成的缓冲溶液的例子。醋酸是一种酸（正如你从名称中可以看出的）：CH3COOH，而乙酸钠在溶液中分解生成共轭碱，即CH3COO-的醋酸盐离子。反应方程式为：

CH3COOH（aq）+OH-（aq）⇆ CH3COO-（aq）+H2O（aq）

如果向该溶液中添加强酸，醋酸盐离子将其中和：

CH3COO-（aq）+H+（aq）⇆ CH3COOH（aq）

这改变了初始缓冲反应的平衡，保持pH值稳定。另一方面，强碱会与醋酸发生反应。

通用缓冲器

大多数缓冲液在相对较窄的pH范围内工作。柠檬酸是个例外，因为它有三个pKa值。当一种化合物具有多个pKa值时，缓冲液的pH值范围会更大。也可以组合缓冲液，前提是它们的pKa值接近（相差2或更小），并用强碱或强酸调节pH值以达到所需范围。例如，McIvaine的缓冲液是通过结合Na2PO4和柠檬酸的混合物制备的。根据化合物之间的比率，缓冲液在pH值3.0至8.0之间可能有效。柠檬酸、硼酸、磷酸一钾和二乙基巴比妥酸的混合物的pH值范围为2.6至12！

缓冲键外卖

• 缓冲液是一种水溶液，用于保持溶液的pH值几乎恒定。
• 缓冲液由弱酸及其共轭碱或弱碱及其共轭酸组成。
• 缓冲容量是指缓冲液pH值变化前可添加的酸或碱的量。
• 缓冲溶液的一个例子是血液中的碳酸氢盐，它维持身体内部的pH值。

来源

• 巴特勒，J.N.（1964）。离子平衡：一种数学方法。艾迪生·韦斯利。P151
• 沃尔特·R·卡莫迪（1961）。“易于准备的宽范围缓冲系列”。J.化学。教育。38 (11): 559–560. 内政部：10.1021/ed038p559
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• 门德姆，J。；丹尼，R.C。；巴恩斯，J.D。；托马斯·M.（2000年）。“附录5”。沃格尔的定量化学分析教科书（第五版）。哈洛：皮尔逊教育。ISBN 0-582-22628-7。
• 天蝎座，R.（2000）。酸、碱、缓冲剂和；它们在生化系统中的应用。ISBN 0-7872-7374-0。