§5.4  同离子效应和缓冲溶液
    
    本节重点讨论弱酸与它的共轭碱共存于同一溶液中时，产生同离子效应，从而使弱酸的解离平衡发生移动。这一概念有助于理解缓冲溶液的 缓冲性能。缓冲溶液在化学反应和生物化学系统中占有重要地位。
    5．4．1、同离子效应
    在离子平衡系统中，某一物质浓度的变化使平衡发生移动。
    例：5-7。
    在弱酸或弱碱溶液中，加入与其含有相同离子的另一强电解质，使解离平衡向做移动，从而降低了弱酸或弱碱的解离度，这种作用称为同离子效应。
    盐效应（静电效应）
    如果在弱电解质溶液中加入不含相同离子的强电解质，由于溶液中离子间相互牵制作用增强，弱电解质电离出来的离子重新结合成分子的机会减小，使的离子重新结合成分子的机会减小，分子化速率减小，所以表现为弱电解质的解离度略有增高。
    同离子效应比盐效应大得多，所以一般不考虑盐效应。
    5．4．2、缓冲溶液
    1、缓冲溶液的概念
    在水溶液中进行的许多反应都与溶液的PH有关，其中有些反应要求在一定的PH范围内进行，这就需要使用缓冲溶液。
    为了了解缓冲溶液的概念，先分析下表所列实验数据。
    
    
    
    
    
    4.74
    12.00
    2.00           4.74
    4.83
    4.66
    在稀盐酸（ ）溶液中，加入少量 ， 有较明显的变化，说明这种溶液不具有保持 相对稳定的性能。但是在 这对共轭酸碱组成的溶液中，加入少量的强酸或强碱，溶液的 改变很小。这类溶液具有缓解改变氢离子浓度而保持 基本不变的性能。同样，酸 与其共轭碱NH3的混合溶液以及 等都具有这种性质。这种具有能保持 相对稳定性能的溶液（也就是不因加入少量强酸或强碱或稍加水稀释而显著改变 的溶液）叫做缓冲溶液。
    从组成上看缓冲溶液实际上是弱酸与它的共轭碱组成的。常有下列三类混合液配成：
    弱酸及其盐：HAc－NaAc
    H2CO3—NaHCO3
    邻苯二甲酸（ ）—邻苯二甲酸氢钾（ ）
    弱碱及其盐：NH4Cl－NH3 • H2O
    不同碱度的酸式盐：NaH2PO4- Na2HPO4    NaHCO3- Na2CO3
    见表5-6。
    2. 缓冲原理
    缓冲溶液为什么能够保持 相对稳定，而不因加入少量强酸或强碱引起 有较大的变化？假定缓冲溶液含有浓度相对较大的弱酸HA和它的共轭碱A-，在溶液中 发生的质子转移反应为：
    HA(aq)  H2O(l)       A-(aq)   H3O  (aq) 
    
    取决于 。
    ●加入少量强酸时，溶液中大量的A–与外加的少量的H 结合成HA，平衡左移。而且HA解离度很小，使得 比值变化不大，溶液的 或pH值基本不变。
    ●加入少量强碱时，外加的少量的OH－与溶液中H 生成H2O。平衡右移，同时HAc解离出H ，使得使得 变化不大，溶液的 或pH值基本不变。
    ●加水稀释时，浓度同时减小，使得c(HAc)/c(Ac-)比值不变，溶液的c(H )或pH值基本不变
    缓冲溶液是同离子效应的应用。
    3. 缓冲溶液的pH值计算
    缓冲溶液pH的计算实际上就是产生同离子效应时弱酸或弱碱平衡组成的计算。在讨论缓冲溶液的缓冲原理时，已经知道，缓冲溶液中 取决于弱酸的解离常数和共轭酸、碱浓度的比值。即
    
    由此可以推出：
    
    或         
    由于同离子效应的存在， 
    所以        
    对于弱碱及其共轭酸组成的缓冲溶液B-BH ，其pH的计算公式为
    pH=14- 
    缓冲溶液的pH值主要是由 或 决定的,其次还与  或 有关。当弱酸及其共轭碱浓度较大时，缓冲能力较强，一般以0.01～0.1mol• L-1 为宜；当  或 接近1时，缓冲能力最强。选择和配制缓冲溶液时，所选择的缓冲溶液，除了参与和H 或OH–有关的反应以外，不能与反应体系中的其它物质发生副反应；应使 或14-  尽可能接近与所需要的pH，若 或14-  与所需pH不相等，依所需pH调整 ，并通过计算确定出弱酸及其共轭碱的量。缓冲溶液的缓冲能力是有限的。
    例5-8．
    例：欲配制pH＝5.00的缓冲溶液，需在50mL 0.10mol• L-1 的HAc溶液中加入0.10 mol• L-1 的NaOH多少毫升？
    设需NaOH xmL。则n(NaOH)＝n(Ac-)