定量分析中的化学平衡 · 缓冲体系

乙酸缓冲液:pH 调配台

把两只“储备瓶”里的乙酸和乙酸根调成不同的相对量,再给体系一次小小的酸、碱冲击,看看 pH 为什么会变、又为什么不会猛变。

简化教学模型

两只储备瓶

相对量单位:任意一致单位
酸式组分:乙酸

它接住加入的强碱,转成乙酸根。

40.0 相对量
碱式组分:乙酸根

它接住加入的强酸,转成乙酸。

40.0 相对量

调节初始相对量

两个组分都要保留
同一容器内的相对量;不表示真实实验配方。
改变比值,pH 就随之改变。

强酸进来时,先发生什么?

别急着把 H⁺ 直接塞进 pH 公式。缓冲液里有乙酸根,它先“接住”H⁺:

H⁺ + A⁻ → HA

所以计算顺序是:先让 A⁻ 减少、HA 增加,再用新比值估算 pH。若 A⁻ 已不够,缓冲模型就失效了。

强碱进来时,先发生什么?

OH⁻ 会优先被乙酸中和,而不是作为“游离的强碱”直接参与近似:

OH⁻ + HA → A⁻ + H₂O

因此 HA 减少、A⁻ 增加。注意:缓冲不是 pH 不变;它只是把这次变化压小一些。

使用这台调配台前,请先守住三个前提

这是用亨德森–哈塞尔巴尔赫关系作的简化示意:乙酸与乙酸根必须都存在;每次加入的强酸或强碱不能超过能与之反应的缓冲组分;并近似忽略加入后总体积变化、活度差异和水的自解离。这里的“相对量”只为展示比值与化学计量关系,不是真实实验数据或配方。