| ４.緩衝溶液（かんしょうようえき） |
- 少量の酸や塩基が加わってもｐＨが変化しないで、ほぼ一定に保たれる溶液を緩衝溶液という。一般に、弱酸とその塩の混合水溶液、または弱塩基とその塩の混合水溶液などは、緩衝溶液として用いられる。
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- ■ 弱酸とその塩の混合水溶液（例：酢酸と酢酸ナトリウムの場合）
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ＣＨ3ＣＯＯＨ  ＣＨ3ＣＯＯ- ＋ Ｈ+ |
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････@（電離平衡） |
ＣＨ3ＣＯＯＮａ  ＣＨ3ＣＯＯ- ＋ Ｎａ+ |
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････A（完全電離） |
- 酢酸ナトリウムの電離で生じた多量の酢酸イオンのため、@式の平衡は左に移動して溶液のｐＨは酢酸が単独のときより大きくなる。
▼ この混合水溶液に酸（Ｈ+）を加えると
| ＣＨ3ＣＯＯ- ＋ Ｈ+ ＣＨ3ＣＯＯＨ |
- 加えた酸（Ｈ+）は、酢酸イオンと反応して除かれるため、混合溶液中の水素イオン濃度［Ｈ+］に変化はなくｐＨは変わらない。
▼ この混合水溶液に塩基（ＯＨ-）を加えると
| ＣＨ3ＣＯＯＨ ＋ ＯＨ- ＣＨ3ＣＯＯ- ＋ Ｈ2Ｏ |
- 加えた塩基（ＯＨ-）は、酢酸と中和反応して水になり除かれるため、混合溶液中の水素イオン濃度［Ｈ+］に変化はなくｐＨは変わらない。
@式の電離定数Ｋaの関係式において、酢酸はほとんど電離していないので［ＣＨ3ＣＯＯＨ］＝［弱酸のモル濃度］、また、塩はほぼ電離しているので［ＣＨ3ＣＯＯ-］＝［塩のモル濃度］とみなされる。
| Ｋa ＝ |
［ＣＨ3ＣＯＯ-］［Ｈ+］
――――――――――――
［ＣＨ3ＣＯＯＨ］ |
＝ |
［酢酸ナトリウムのモル濃度］［Ｈ+］
――――――――――――――――
［酢酸のモル濃度］ |
よって、緩衝溶液の水素イオン濃度［Ｈ+］は次式により求めることができる。
| ［Ｈ+］ ＝ |
Ｋa × |
［弱酸のモル濃度］
――――――――――
［塩のモル濃度］ |
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- ■ 弱塩基とその塩の混合水溶液（例：アンモニアと塩化アンモニウムの場合）
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| ＮＨ3 ＋ Ｈ2Ｏ ＮＨ4+ ＋ ＯＨ- |
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････@（電離平衡） |
| ＮＨ4Ｃｌ ＮＨ4+ ＋ Ｃｌ- |
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････A（完全電離） |
- 塩化アンモニウムの電離で生じた多量のアンモニウムイオンのため、@式の平衡は左に移動して溶液のｐＨはアンモニアが単独のときより小さくなる。
▼ この混合水溶液に酸（Ｈ+）を加えると
| ＮＨ3 ＋ Ｈ2Ｏ ＋ Ｈ+ ＮＨ4+ ＋ Ｈ2Ｏ |
- 加えた酸（Ｈ+）は、アンモニアと中和反応して水になり除かれるため、混合溶液中の水酸化物イオン濃度［ＯＨ-］に変化はなくｐＨは変わらない。
▼ この混合水溶液に塩基（ＯＨ-）を加えると
| ＮＨ4+ ＋ ＯＨ- ＮＨ3 ＋ Ｈ2Ｏ |
- 加えた塩基（ＯＨ-）は、アンモニウムイオンと反応して除かれるため、混合溶液中の水酸化物イオン濃度［ＯＨ-］に変化はなくｐＨは変わらない。
@式の塩基の電離定数Ｋbの関係式において、アンモニアはほとんど電離していないので［ＮＨ3］＝［弱塩基のモル濃度］、また、塩はほぼ電離しているので［ＮＨ4+］＝［塩のモル濃度］とみなされる。
| Ｋb ＝ |
［ＮＨ4+］［ＯＨ-］
――――――――――――
［ＮＨ3］ |
＝ |
［塩化アンモニウムのモル濃度］［ＯＨ-］
――――――――――――――――
［アンモニアのモル濃度］ |
よって、緩衝溶液の水酸化物イオン濃度［ＯＨ-］は次式により求めることができる。
| ［ＯＨ-］ ＝ |
Ｋb × |
［弱塩基のモル濃度］
――――――――――
［塩のモル濃度］ |
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