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缓冲液 pH 计算器

用 Henderson–Hasselbalch 方程,由 pKa 和浓度估算缓冲液 pH,或求目标 pH 所需的碱/酸比值。

缓冲液 pH(Henderson–Hasselbalch)

mol/L
mol/L
估算 pH
4.76
[A⁻] / [HA]
1

目标 pH 所需比值

所需 [A⁻] / [HA]
1.738

Henderson–Hasselbalch 关系式 pH = pKa + log₁₀([A⁻]/[HA]) 用于估算弱酸及其共轭碱体系的 pH。它假设平衡浓度接近加入量,并且可以用浓度代替活度。当比值超出 0.1–10 或某一组分低于 1 mM、这些假设变得不可靠时,计算器会给出提示。如果加入了强酸或强碱,请先做化学计量计算,再输入新的量。本计算器只估算 pH,不计算缓冲容量。

如何估算缓冲液 pH

  1. 1.输入弱酸在工作温度下的 pKa。
  2. 2.以 mol/L 为单位输入弱酸 [HA] 和共轭碱 [A⁻] 的浓度。
  3. 3.读取估算 pH 和碱/酸比值,并留意范围提示。
  4. 4.设计缓冲液时,输入目标 pH,得到所需的 [A⁻]/[HA] 比值。

实例:醋酸盐缓冲液

  1. 1.乙酸在 25 °C 下 pKa ≈ 4.76。
  2. 2.0.100 M 乙酸与 0.100 M 乙酸根的比值为 1,所以 pH ≈ 4.76。
  3. 3.向 1.00 L 中加入 0.010 mol HCl 后,化学计量给出 0.110 M 酸和 0.090 M 乙酸根:pH ≈ 4.76 + log₁₀(0.090/0.110) ≈ 4.67。
  4. 4.目标 pH 为 5.00 时,需要 [A⁻]/[HA] = 10^(5.00 − 4.76) ≈ 1.74。

常见问题

Henderson–Hasselbalch 方程什么时候不可靠?
当比值远超出 0.1–10、某一组分非常稀、离子强度很高,或加入强酸强碱后没有先做化学计量计算时。这些情况下应求解完整平衡或直接测量。
能计算缓冲容量吗?
不能。比值相同的两种缓冲液估算 pH 相同,但抵抗外加酸的能力可能差别很大。缓冲容量随总浓度增大,并在 pH 接近 pKa 时最大。
应该使用哪个 pKa?
使用与你的温度和溶剂对应的 pKa。数值会随温度和离子强度变化,有些生物缓冲液对温度相当敏感。