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配制乙酸盐缓冲液
混合乙酸与乙酸钠，观察 pH 如 Henderson–Hasselbalch 所预测稳定在 pKa = 4.76 附近。
目标
通过选择 [盐]/[酸] 比例配制目标 pH 的缓冲液，并验证它能抵抗少量酸或碱的加入。
仪器与试剂
0.1 M 乙酸、0.1 M 乙酸钠、滴定管、锥形瓶、pH 计或通用指示剂、去离子水。
步骤
- 向锥形瓶中加入 25 mL 0.1 M 乙酸，读取初始 pH。
- 缓慢滴加乙酸盐溶液，每 2 mL 记录一次 pH，寻找半当量点附近的平缓区。
- 当 [盐] = [酸]（此处加入 12.5 mL）时，确认 pH ≈ pKa = 4.76。
- 继续加至盐量为酸的两倍，观察 pH 在缓冲区爬升得多么缓慢。
观察要点
- 当酸与其共轭碱共存时 pH 几乎不动——曲线中段的平缓区就是缓冲区。
- 指示剂在 pH ≈ 4.8–5.5 附近变色，恰好包围乙酸的 pKa。
讲解
缓冲液是同一容器中的一对共轭酸碱：加入的 H⁺ 被 CH₃COO⁻ 消耗（→ CH₃COOH），加入的 OH⁻ 被 CH₃COOH 消耗（→ CH₃COO⁻ + H₂O）。对 Ka 取对数即得 Henderson–Hasselbalch 式：pH = pKa + lg([A⁻]/[HA])。缓冲容量在 [A⁻] = [HA] 时最大，约在 pKa ± 1 内有效。模拟中的玻璃器皿展示颜色与体积变化；学生应画出实验的 pH 曲线。
实验史话
阿伦尼乌斯 1884 年以离子的给予与接受定义酸碱，Henderson 于 1908 年写出 pH 关系式，Hasselbalch 于 1917 年为研究血液 pH 将其改写为对数形式。血液 pH 的缓冲控制至今仍是同一化学原理关乎生命的例子。
相关化学家
虚拟实验是帮助建立直觉的简化模型，不能替代真实实验和安全培训；没有指导请勿在家自行重复。