缓冲液
缓冲液计算器
使用 Henderson-Hasselbalch 方程设计缓冲液。
摩尔质量为可选项 —— 填写后可一并计算需称量的质量。
输入 pKa、目标 pH、浓度和体积以设计缓冲液。
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功能简介
缓冲液计算器用 Henderson-Hasselbalch 方程设计缓冲液。给定目标 pH、pKa、总浓度和体积，它返回所需的酸和共轭碱量，并可选择性给出应称量的质量。生物化学和配制缓冲液的实验人员都会用到它。
原理与公式
Henderson-Hasselbalch 方程为 pH = pKa + log10([A-]/[HA])，反推比例得 [A-]/[HA] = 10^(pH - pKa)。设缓冲液总浓度 C = [HA] + [A-]，则 [HA] = C / (1 + 比例)、[A-] = C × 比例 / (1 + 比例)。乘以总体积得各组分摩尔数，若提供摩尔质量还可算出酸型和共轭碱型应称量的质量。pH = pKa 时缓冲容量最大。
演算示例
用乙酸（pKa 4.76）配制 500 mL、0.1 M、pH 4.50 的乙酸缓冲液。比例 = 10^(4.50 - 4.76) = 10^(-0.26) = 0.55。则 [HA] = 0.1 / (1 + 0.55) = 0.0645 M，[A-] = 0.1 × 0.55 / 1.55 = 0.0355 M。HA 摩尔数 = 0.0645 × 0.500 = 0.0323 mol，A- 摩尔数 = 0.0177 mol。用乙酸 MW 60.05 g/mol、乙酸钠 MW 82.03 g/mol，则称取 1.94 g 乙酸和 1.45 g 乙酸钠，定容至 500 mL。
适用场景
为酶或细胞培养实验配制精确 pH 的缓冲液。把缓冲液配方按不同终体积放大。把目标浓度和 pH 换算成实际称量质量。
常见问题
- 如何设计特定 pH 的缓冲液？
- 输入弱酸 pKa、目标 pH、缓冲液总浓度和体积，工具由 [A-]/[HA] = 10^(pH - pKa) 返回酸和共轭碱的浓度与摩尔数。
- 如何计算需要多少酸和碱？
- 先求比例 [A-]/[HA] = 10^(pH - pKa)，再得 [HA] = C / (1 + 比例)、[A-] = C × 比例 / (1 + 比例)，C 为总浓度，乘以体积得摩尔数。
- 缓冲液计算器中为什么要填摩尔质量？
- 摩尔质量为可选项，但填写后工具能同时算出酸型和共轭碱型应称量的实际质量，而不只是摩尔数。
- 缓冲液在什么 pH 范围最有效？
- 缓冲液在 pKa 上下约一个 pH 单位内有效，当 pH = pKa、[A-] = [HA] 时容量最大。