緩衝劑是能被用來控制高溫高壓狀態下，或常溫常壓下，氣體或液體逸度的固體組合，它可以是固態的也可以是液態的。化學工程中的緩衝劑常稱為酸鹼穩定劑，一般是鹽類，如強酸弱鹼或弱酸強鹼鹽類，在反應或保存中逐漸釋出鹽中的酸或鹼以保持穩定的酸鹼值。
基本介紹
- 中文名：緩衝劑
- 外文名：buffer
- 分類：氧緩衝劑、石墨緩衝劑、pH緩衝劑
- 類別：一般是鹽類
分類,作用原理,緩衝能力,配製和套用,
分類
氧緩衝劑
氧緩衝劑是包括水在內的固體組合，在固定溫度和總壓條件下能產生恆定的氧逸度，用於H-O體系。
酸度緩衝劑
酸度緩衝劑石墨緩衝劑
在一定溫度和總壓條件下，石墨的存在確定了體系的各種氣相成分和逸度，用於C-O體系。
氧和石墨聯合緩衝劑
用於C-O-H體系。
酸鹼緩衝劑
酸鹼緩衝劑通常為溶液，也稱酸鹼緩衝溶液，是一種能對溶液緩衝溶液中加入少量酸或少量鹼，或因溶液的酸度起穩定作用的溶液。若往溶液中加入少量酸或少量鹼，或因溶液中發生的化學反應產生了少量酸或少量鹼，或將溶液稍加稀釋，溶液的酸度基本不變。
緩衝劑在電鍍中能抑制電鍍液pH值的變化。如鍍鎳溶液中加入硼酸，其緩衝範圍與電鍍液的pH值5～6接近，因而它能有效地抑制電鍍過程中引起的陰極附近溶液pH值的變化。此外，在其他一些電鍍溶液中，銨鹽、醋酸鹽、檸檬酸鹽等也得到套用。
作用原理
當往某些溶液中加入一定量的酸和鹼時，有阻礙溶液pH變化的作用，稱為緩衝作用，這樣的溶液叫做緩衝溶液。弱酸及其鹽的混合溶液（如HAc與NaAc），弱鹼及其鹽的混合溶液（如NH3·H2O與NH4Cl）等都是緩衝溶液。由弱酸HA及其鹽NaA所組成的緩衝溶液對酸的緩衝作用，是由於溶液中存在足夠量的鹼A-的緣故。當向這種溶液中加入一定量的強酸時，H+離子基本上被A-離子消耗：所以溶液的pH值幾乎不變；當加入一定量強鹼時，溶液中存在的弱酸HA消耗OH-離子而阻礙pH的變化。
生物緩衝劑
生物緩衝劑緩衝能力
在緩衝溶液中加入少量強酸或強鹼，其溶液pH值變化不大，但若加入酸，鹼的量多時，緩衝溶液就失去了它的緩衝作用。這說明它的緩衝能力是有一定限度的。緩衝溶液的緩衝能力與組成緩衝溶液的組分濃度有關。0.1mol·L-1HAc和0.1mol·L-1NaAc組成的緩衝溶液，比0.01mol·L-1HAc和0.01mol·L-1NaAc的緩衝溶液緩衝能力大。關於這一點通過計算便可證實。但緩衝溶液組分的濃度不能太大，否則，不能忽視離子間的作用。組成緩衝溶液的兩組分的比值當c（鹽）/c（酸）為1:1時△pH最小，此時緩衝能力大。緩衝組分的比值離1:1愈遠，緩衝能力愈小，甚至不能起緩衝作用。對於任何緩衝體系，存在有效緩衝範圍，這個範圍大致在pKaφ（或pKbφ）兩側各一個pH單位之內。弱酸及其鹽（弱酸及其共軛鹼）體系pH=pKaφ±1弱鹼及其鹽（弱鹼及其共軛酸）體系pOH=pKbφ±1例如HAc的pKaφ為4.76，所以用HAc和NaAc適宜於配製pH為3.76～5.76的緩衝溶液，在這個範圍內有較大的緩衝作用。配製pH=4.76的緩衝溶液時緩衝能力最大，此時c（HAc）/c（NaAc）=1。
