[A+화학]완충용액 정의 및 제조방법

1`만큼 변화시키는 데 필요한 H+이나 OH-이온의 다량수로 표현된다.
완충용액을 구성하는 약한 산과 약한 염기의 몰수가 많을수록 완충용액은 큰 pH 변화없이 더 많은 센 산과 센 염기를 중화할 수 있다. 같은 몰수의 약한 산과 약한 염기로 구성된 완충용액은 1단위 pH 변화에 더 많은 양의 센 산과 센 염기가 필요하다. 그 결과로 완충용액은 약한 산의 pKa 근처 pH 값에서 산이나 염기 첨가에 가장 효과적으로 저항한다. 즉, 완충용액은 pH?pKa일 때 가장 유용하다.
또한 완충용액은 희석(dilution)하여도 pH 변화가 작다. 완충용액의 pH를 계산하는 식에는 약한 산의 농도 Ca와 그 짝염기 Cb의 농도 비율에만 의존된다. 따라서 완충용액을 2～1,000배 희석하여도 pH 변화가 없는 것으로 된다. 그러나 pH를 계산하는 식은 근사식이므로 완충용액의 희석비율이 높을 때에는 pH를 계산하는 식을 사용할 수 없고 아래의 식을 이용하여야 한다.
[H+] = {-(Cb ＋ Ka) ＋ √(Cb ＋ Ka)²＋ 4KaCa} / 2
한편 사람의 혈액도 완충용액의 하나로서 보통 건강한 사람의 혈액의 pH는 7.35～7.45 정도의 일정한 값을 갖는다. 이것은 혈액 자체가 완충용액이고, 여기에는 H2PO4- ～ HPO4 2-, H2CO3 ～ HCO3- 및 아미노산, 즉 단백질 등을 포함하고 있기 때문이다. 이 중에서도 혈액성분 중의 HCO3- / CO2 비는 가장 중요한 요소인데 이것이 다음 Henderson-Hasselbach식에 따라 혈액의 pH와 깊은 관계를 가진다.
pH = 6.1 ＋ log([HCO3-] / [H2CO3])
식에서 H2CO3는 녹아 있는 CO2양과 같고, 6.1은 혈액 속에서 탄산의 pKa이다. 혈액에는 보통 HCO3-가 2.60×10-2 M, CO2가 1.3×10-3 M 녹아 있기 때문에 그 pH는 거의 7.4로 유지되고 있다.

2) 완충용액의 예
대표적인 예로 혈액을 들 수 있다. 생명체 내의

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