缓冲溶液的pH值的计算

  现以HA代表弱酸,MA代表其弱酸盐,HA-MA组成的缓冲溶液为例,推导缓冲溶液的pH值计算公式。设:平衡时[H]=χ
                HA  H + A

       起始相对浓度:       0  
       平衡相对浓度:  -χ   χ  + χ
  因同离子效应χ很小,[HA]=-χ≈    [A]=+ χ≈

        ,[H]=
        -lg[H]=-lg-lg
        pH=p-lg                      (2-22)
  其中,为缓冲溶液中的弱酸和弱酸盐的起始浓度。
  由弱碱及其盐组成的缓冲溶液,pH计算公式可用类似方法求得:
               pOH=p-lg
              pH=p-p + lg            (2-23)
  [例2-9] 求含有0.10mol·LNH·HO和0.10mol·LNHCl的混合液pH值。若在50mL此缓冲液中加入1.0mol·L的HCl0.05mL或加入1.0mol·LNaOH0.05mL后溶液的pH值。(NH·HO的=1.74×10
  〖解答过程
  以上计算说明,缓冲溶液确实能抵抗外加少量的强酸或强碱而保持溶液pH值基本不变。
  当缓冲溶液两组分浓度比相差悬殊时,或者各组分浓度过稀时,就不能忽略弱酸电离影响。
  利用式2-22和式2-23计算缓冲溶液pH值只是近似值,一方面是忽略了弱酸或弱碱的电离影响,另一方面忽略了离子间相互作用。若考虑缓冲液中离子间相互作用,则必须用活度来代替浓度计算。则2-22式可改写为:
     pH=p-lg=p-lg=p-lg-lg  (2-24)
  此式是校正的缓冲溶液pH值计算公式。式中分别为溶液中酸和盐的活度系数。lg和lg的值可用前面所讲的戴维斯公式来求出:
            lg=-0.509z-0.30I
  
  [例2-10] 取0.10mol·LKHPO和0.05mol·LNaOH各50mL混合,假定混合后溶液体积为100mL,求此混合液的pH值。
  〖解答过程