单选题
379.缓冲容量的大小与组分比有关,总浓度一定时,缓冲组分的浓度比接近[ ]时,缓冲容量最大。
A
2:1
B
1:2
C
1:1
D
3:1
答案解析
正确答案:C
解析:
**解析:**
缓冲容量(Buffer Capacity, $\beta$)是指缓冲溶液抵抗外加酸或碱而保持 pH 值相对稳定的能力。对于由弱酸(HA)及其共轭碱(A⁻)组成的缓冲体系,其缓冲容量的大小主要取决于两个因素:
1. **总浓度**:缓冲组分的总浓度越大,缓冲容量越大。
2. **组分比**:即共轭碱与弱酸的浓度比 $[A^-]/[HA]$。
根据缓冲容量的数学推导公式,当总浓度一定时,缓冲容量 $\beta$ 在 $[A^-] = [HA]$ 时达到最大值。此时,组分比为 **1:1**。
从 Henderson-Hasselbalch 方程也可以理解这一点:
$$ pH = pK_a + \lg\left(\frac{[A^-]}{[HA]}\right) $$
当 $[A^-] = [HA]$ 时,$\lg(1) = 0$,此时 $pH = pK_a$。在这个点附近,缓冲溶液对加入的酸或碱具有最均衡且最大的抵抗能力。一旦比例偏离 1:1(如 2:1、1:2 或 3:1),缓冲容量都会逐渐减小。通常认为,当组分比在 1:10 到 10:1 之间(即 pH 在 $pK_a \pm 1$ 范围内)时,溶液才具有有效的缓冲作用,而在 1:1 时效果最佳。
因此,正确答案是 **C**。
相关知识点:
缓冲容量,浓度比1:1最大
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