2.4 Buffer
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==buffer 在 pH 接近 pKa 时最有效，因为酸和共轭碱浓度相近，能吸收加入的 H+ 或 OH-。==
phosphate buffer 例子：
- H2PO4-/HPO4^2- 的 pKa 约 6.8。
- pH 6.8 时二者各约 0.05 M，如果总浓度 0.1 M。
- 升到 pH 7.8 时，base/acid = 10，HPO4^2- 约 0.091 M，需要加入约 0.041 M NaOH。
- 再升到 pH 8.8 时，HPO4^2- 约 0.099 M，只需再加约 0.008 M NaOH。
==这说明：buffer capacity 在 pH = pKa 附近最大，离 pKa 越远越弱。==
Buffer 的本质是一个可逆的弱酸/共轭碱池。加入强碱时，HA 转化为 A-；加入强酸时，A- 转化为 HA。只有两种形式都大量存在时，系统才有能力抵抗 pH 改变，所以 pH 接近 pKa 时 buffer capacity 最大。
phosphate buffer 例子展示了一个重要非线性：从 pH 6.8 到 7.8 需要把很多 H2PO4- 变成 HPO4^2-，但从 7.8 到 8.8 时已经接近全是 HPO4^2-，可继续吸收 OH- 的 HA 很少，因此需要的强碱量反而小。
原文小点逐条解释
Section titled “原文小点逐条解释”- 原文小点： H2PO4-/HPO4^2- 的 pKa 约 6.8。
- 讲解： 这个小点是在说明 buffer composition 和 buffer capacity；酸式/碱式比例决定能吸收多少外加 H+ 或 OH-。
- 原文小点： pH 6.8 时二者各约 0.05 M，如果总浓度 0.1 M。
- 讲解： 这个小点是在说明 buffer composition 和 buffer capacity；酸式/碱式比例决定能吸收多少外加 H+ 或 OH-。
- 原文小点： 升到 pH 7.8 时，base/acid = 10，HPO4^2- 约 0.091 M，需要加入约 0.041 M NaOH。
- 讲解： 这个小点是在说明 buffer composition 和 buffer capacity；酸式/碱式比例决定能吸收多少外加 H+ 或 OH-。
- 原文小点： 再升到 pH 8.8 时，HPO4^2- 约 0.099 M，只需再加约 0.008 M NaOH。
- 讲解： 这个小点是在说明 buffer composition 和 buffer capacity；酸式/碱式比例决定能吸收多少外加 H+ 或 OH-。
做题和复习时怎么用
Section titled “做题和复习时怎么用”buffer 计算一定写 mass balance：[acid]+[base]=total concentration。只写 ratio 不够，因为题目常问需要加入多少 mol/L NaOH。
- 只背 pKa 数值，不判断哪种 protonation state 被稳定。
- 把 buffer capacity 误解为任何 pH 都一样强。