缓冲液效力

任何缓冲液抵抗 pH 值变化的有效性 取决于弱酸及其共轭碱 或弱碱及其共轭酸 的浓度比，以及 它们的绝对浓度。缓冲范围是在加入酸或碱时 抑制 pH 值显著增加或减少的 pH 值范围。该范围比 pKa 高或低一个单位。因此，作为一种有效的缓冲液，弱酸与碱或弱碱与酸的比值 应在 10:1 到 1:10 之间。亨德森-哈塞尔巴尔赫方程 可以被求解来支持这些值。如果酸的浓度是碱的 10 倍，pH 值将比 pKa 低 1 个单位。相反，如果碱的浓度 是酸的 10 倍，pH 值 将比 pKa 高 1 个单位。当弱酸和共轭碱的浓度相等时，缓冲液在其缓冲范围的中间，是最有效的，此时 pH 值等于 pKa 值。当弱酸和碱的量之间的 差异增加时，缓冲液的效果会变差。因此，醋酸和醋酸盐各含有 1M 的 缓冲液 A 比含有 0.1M 醋酸和 1M 醋酸盐的缓冲液 B 更有效。弱酸和碱的绝对浓度 也决定了缓冲液的有效性。弱酸和碱的浓度越大，它能中和的强酸或强碱就越多。因此，甲酸和甲酸盐各含有 1M 的缓冲液，比甲酸和甲酸盐各含有 0.1M 的缓冲液更有效。缓冲容量是缓冲液在其 pH 值发生显著变化之前 能够中和的强酸或强碱的量。因此，缓冲容量会随着 弱酸及其共轭碱浓度的增加而增加，并且当弱酸和碱的比值接近 1 时，缓冲容量也会增加。