緩衝溶液的原理與配製
緩衝溶液(Buffered Solution)的原理與配製
國立臺灣大學化學系學士生張育唐/國立臺灣大學化學系陳藹然博士責任編輯
以弱酸HA與其共軛鹼A-來配製溶液時，根據弱酸HA解離反應
HA⇌H++A–
其酸解離常數為
將上式改寫
又pH=-log[H+]、pKa=-logKa
緩衝溶液
緩衝容量
緩衝容量 (Buffer Capacity)
國立臺灣大學化學系學士生張育唐/國立臺灣大學化學系陳藹然博士責任編輯
緩衝容量，是緩衝溶液(Buffer solution)緩衝能力的指標。一般定義為緩衝溶液其pH值沒有顯著改變時(without a significant change in pH)，所加入的強酸或強鹼的量。可以寫為下列式子：
其中β為緩衝容量，Ca與Cb分別為加入強酸或強鹼用於改變單位pH的濃度。而加入酸，pH是下降的；因而必須補上負號。緩衝容量越大，對抗酸鹼對溶液pH變化的能力越強。
（式一）
緩衝溶液的pH值由弱酸的pKa和其弱酸與弱酸鹽的比例來決定。
圖一為0.1 N氫氧化鈉滴定25 mL 0.1 N醋酸溶液的滴定圖，黑色曲線代表加入鹼濃度和pH的關係，紅色線為緩衝容量和pH的關係，紅色曲線為黑色曲線對pH微分的結果。從圖中可以清楚看出當 pH=pKa 時，溶液具有最大的緩衝容量。
圖一、緩衝容量與pKa的關係。（滴定數據來源 J. Chem. Educ., 1995, 72 (8), p 746）
緩衝溶液
緩衝溶液(Buffered Solution)
國立臺灣大學化學系學士生張育唐/國立臺灣大學化學系陳藹然博士責任編輯
緩衝溶液(Buffered Solution)，是指當溶液中加入酸或者是鹼時，會抗拒pH值的改變，使整體溶液pH值可以維持一個相對穩定的值。這對於一些化學反應的進行相當重 要；因為許多的化學反應是受到pH值的影響，在不同的pH值環境下進行反應會得到不同的產物，所以控制pH值在一定範圍內是非常重要的。
在生物系統當中，緩衝溶液則扮演了更重要的角色；因為生物體內的天然催化劑「酵素」，其主成份為蛋白質，蛋白質會因溫度和強酸鹼的 影響結構遭受破壞，進而降低甚至喪失催化活性，所以體內需要一個進行生化反應且能夠維持固定pH值的環境。在生物體中常見的緩衝溶液莫過於血液了。人類血液的pH值大約落在7.4左右，這是細胞可以存活的pH值，即使血液的pH只偏差了0.1，也會讓細胞死亡而有生命危險。
那些溶液可以提供pH緩衝的效果呢？「弱酸搭配弱酸鹽」或「弱鹼搭配弱鹼鹽」的溶液具有緩衝的效果。弱酸鹼可以具有緩衝的效果是因為其弱酸鹼的共軛酸鹼對(conjugate acid/base pair)之間存在的酸鹼平衡。例如：弱酸HA在水中之解離平衡式為
HA⇌H++A–
緩衝溶液
緩衝溶液 (Buffer solutions)
臺北市立第一女子高級中學高中三年級蔡宛庭/臺北市立第一女子高級中學化學科詹莉芬老師修改/國立臺灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯
定義
緩衝溶液是指由弱酸及其共軛鹼（或弱鹼及其共軛酸）所組成的緩衝對配製的，能夠在加入少量的酸或鹼時，可以減緩pH改變的溶液。即一緩衝溶液pH值＝5， 表示該溶液可控制溶液內的其他反應進行時，即使產生少量的強酸或強鹼或水而稀釋濃度，緩衝溶液都可維持溶液的pH值僅有小幅改變。
實驗
以強鹼溶液滴定弱酸溶液，加入強鹼的體積與酸鹼中和後溶液的pH值（可由pH meter測得）關係圖如下，經分析溶液中存在的HA、A－共軛酸鹼對可知，當溶液中存在[HA]、[A－]兩者濃度約略相等時，溶液的pH值變化量較為平緩，此混合溶液即相當於緩衝溶液。
圖片來源：http://en.wikipedia.org/wiki/Buffer_solution