開放分類：化學
緩沖溶液 緩沖溶液
緩沖溶液是壹種溶液，當加入少量酸或堿和水時，它能抵抗pH值的變化。pH值緩沖系統在維持生物的正常pH值、正常生理環境方面發揮著重要作用。大多數細胞只能在狹窄的 pH 值範圍內工作，因此需要壹個緩沖系統來抵禦新陳代謝過程中發生的 pH 值變化。生物體內主要有三種 pH 緩沖系統，即蛋白質、碳酸氫鹽緩沖系統。在各類細胞和器官中，每種緩沖系統所占的比例都不同。
在生化研究工作中，經常使用緩沖溶液來維持實驗系統的酸堿度。研究工作中溶液體系 pH 值的變化往往會直接影響我們的工作效果。如果酶提取實驗體系的 pH 值發生變化或變化過大，就會使酶的活性降低，甚至完全失活。因此，我們要學會配制緩沖溶液。
緩沖液由弱酸及其鹽類組合而成，具有緩沖作用。生化實驗室常使用的緩沖體系主要有磷酸、檸檬酸、碳酸、醋酸、巴比妥酸、蒂裏斯（三羥甲基氨基甲烷）等體系，在生化實驗或研究工作中要慎重選擇緩沖體系，因為有時影響實驗結果的因素不是緩沖液的酸堿度，而是緩沖溶液中的某種離子。硼酸鹽、檸檬酸鹽、磷酸鹽、三羥甲基甲烷等緩沖液會產生不必要的反應。
硼酸鹽：硼酸鹽會與許多化合物（如蔗糖）形成復鹽。
檸檬酸鹽：檸檬酸根離子容易與鈣結合，因此在有鈣離子存在時不宜使用。
磷酸鹽：在某些實驗中，它是壹種酶抑制劑，甚至是壹種代謝物，重金屬很容易以磷酸鹽的形式從溶液中析出。而且在 pH 值 7.5 以上，它的緩沖能力很小。
三（羥甲基）氨基甲烷：它可以與重金屬壹起發揮作用，但也可以在某些系統中起到抑制作用。它的主要缺點是溫度效應。這壹點常常被忽視，在室溫下 pH 值為 7.8 的 Tris 緩沖液，在 4 ℃ 時是 8.4，在 37 ℃ 時是 7.4，因此，將 4 ℃ 配制的緩沖液放到 37 ℃ 測量，其氫離子濃度會增加 10 倍。而在 pH 值 7.5 以下，它的緩沖能力很差。
決定緩沖液酸堿度的因素有哪些？
設緩沖體系中弱酸的電離常數為 K（平衡常數），平衡時弱酸的濃度為[酸]，弱酸的弱鹽濃度為[鹽]，則可根據弱酸的電離平衡方程式得到下式：
根據這個方程式，可以得出以下結論：
（1）緩沖溶液的 pH 值與酸的電離平衡常數 K 以及鹽和酸的濃度有關。當弱酸壹定，但酸和鹽的比例不同時，會得到不同的 pH 值。當酸和鹽的濃度相等時，溶液的 pH 值與 PK 值相同。
（2）當酸和鹽的濃度也等比例增減時，溶液的 pH 值不便求出。
（3）酸、鹽濃度相等時，緩沖溶液的緩沖效率最高，比例相差越大，緩沖效率越低，壹般來說緩沖液的有效緩沖範圍為 PK±1pH.
由上可知，只要知道緩沖對的 PK 值，以及要配制緩沖液時緩沖溶液的 pH 值（和所需緩沖溶液的總濃度），就可以根據公式計算出[鹽]和[酸]的用量。這種計算方法涉及對數換算，比較麻煩，為了減少前者的計算麻煩，我們已將計算 pH 值與緩沖液中離子量的關系總結列於表中。講義附錄部分摘錄有磷酸鹽緩沖液的配制表。只要我們知道要配制的緩沖液的pH值，通過查表就可以計算出所用緩沖液的比例和用量。例如，配制濃度為 500nmpH5.8 的 0.1M 磷酸鹽緩沖液。
從表中可以看出，pH5.8濃度的0.2M Na2HPO48.0毫升，而0.2M Na2HPO492.0毫升。由此可以推斷，配制 100 毫升 0.1M 磷酸鹽緩沖液需要 0.1M Na2HPO48.0 毫升，而 0.1M Na2HPO4 需要 92.0 毫升。
計算後，根據計算結果稱取藥品，放入燒杯中，加入少量蒸餾水溶解，移入50毫升容量瓶中，加入蒸餾水至刻度，搖勻，就得到所需的緩沖溶液。
配制各種緩沖溶液時，都要按下表的比例混合，某些試劑，必須標定配制的準確濃度才能進行，如醋酸、NaOH等。
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