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缓冲溶液pH计算公式是( ) A. pH = pKa1 + lg(c共扼碱/c酸) B. pH = pKa1 - lg(c共扼碱/c酸) C. [H+] = (CKa)1/2 D. [H+] = (K

缓冲溶液pH计算公式是( ) A. pH = pKa1 + lg(c共扼碱/c酸) B. pH = pKa1 - lg(c共扼碱/c酸) C. [H+] = (CKa)1/2 D. [H+] = (Ka)1/2 E. [H+]= (C/Kh)1/2

缓冲溶液pH值的计算核心是亨德森-哈塞尔巴赫方程(Henderson-Hasselbalch equation),其通用形式为 pH = pKa + lg(共轭碱浓度/共轭酸浓度)。这一公式适用于由弱酸及其共轭碱(如醋酸-醋酸钠)或弱碱及其共轭酸(如氨水-氯化铵)组成的缓冲体系,无论具体类型如何,公式结构保持一致。

从原理上看,公式中的 pKa 是弱酸电离常数的负对数(pKa = -lg Ka),反映酸的固有强度;共轭碱浓度 指弱酸失去质子后的形式(如醋酸根),共轭酸浓度 则是未解离的弱酸分子浓度(如醋酸)。例如,对于醋酸-醋酸钠缓冲溶液,公式可具体写为 pH = pKa + lg([CH₃COO⁻]/[CH₃COOH])。即使是弱碱与共轭酸组成的缓冲液(如氨-氯化铵),只需将“碱”理解为共轭碱、“酸”理解为共轭酸(如NH₃为共轭碱,NH₄⁺为共轭酸),公式依然适用。

选项中,A选项“pH = pKa1 + lg(c共轭碱/c酸)” 完全匹配上述公式。其他选项中,B选项符号错误(应为“+lg”而非“-lg”);C、D、E选项为弱酸电离或水解的近似计算式,仅适用于单一电解质溶液,而非缓冲体系(由共轭酸碱对组成)。因此,正确答案是 A

这一公式不仅是化学计算工具,更揭示了缓冲溶液的本质:pH由共轭酸的pKa和缓冲比(共轭碱/共轭酸浓度比)共同决定。当缓冲比为1时,pH = pKa,这也是选择缓冲体系的重要依据(如需pH≈7的缓冲液,可选用pKa≈7的磷酸二氢盐-磷酸氢盐体系)。实际应用中,若浓度较高且离子强度适中,可用初始浓度近似代替平衡浓度进行计算。

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