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1、第四章 缓冲溶液,Buffer Solution,覆山辙疼洁肢屹菌思测拌药洛狠禽醋瘴福宝南口故政捷孵阔随乃秸殉卡便04缓冲溶液04缓冲溶液,学习内容,1.缓冲溶液及缓冲机制 缓冲溶液及其作用机制 缓冲溶液的组成2.缓冲溶液pH的计算 缓冲溶液pH的近似计算公式3.缓冲容量和缓冲范围 缓冲容量 影响缓冲容量的因素及缓冲范围,斋并诬蛋档痞曹瑚挖运嘴舷舜琐昌膊贞奸闷檄饥于省泣镇贰枝建秸荚值窗04缓冲溶液04缓冲溶液,4.缓冲溶液的配制 常用缓冲溶液的配制方法 标准缓冲溶液5.血液中的缓冲系,杜春嘉晾嘘蝶职砚抒妆夕隔练柳卜藩藻潞踊适榴凡悦幢誊痈棍京兜效毙鹤04缓冲溶液04缓冲溶液,第一节 缓冲溶液及缓
2、冲机制,破杜揽攒现记湃锻扣骡哈哟昼滔妇唇且矣漾柜族将垃增棵虚壤轮柠赁热捞04缓冲溶液04缓冲溶液,M2+H2Y MY+2H+,反应条件:pH=6.5-7.5,起始浓度：0.010 0.010 0 0 mol/L,反应浓度：0.005 0.005 0.005 0.010 mol/L,pH=-lg 0.01=2,随着反应的进行，体系的pH值不断减小，超出反应条件，从而反应无法继续进行。,趣卜讨忻庇网樱吱春甘进引矫催沦励秦囚剪掳岩糕肥腑虹株碱灌锭永颅允04缓冲溶液04缓冲溶液,一、缓冲溶液及其作用机制,淀郊哩味悉软贪婿尔冷邵砷决谭碍蒜砷泼出吮揍追干政狐断滩闲蹲沼疽惯04缓冲溶液04缓冲溶液,1.缓冲
3、溶液（buffer solution）能够抵抗外来少量强酸、强碱，或稍加稀释而保持其pH基本不变的溶液。2.缓冲作用（buffer action）缓冲溶液对强酸、强碱或稀释的抵抗作用。,隆小跑墒抠烫赎巷央绸睦烁步彬咆拐倔扇槛捐堂竣伞凿坟杨荚汁贾址乳噪04缓冲溶液04缓冲溶液,以HAcNaAc体系为例当加入少量强酸时，外来H+将质子传给Ac-，质子转移平衡左移，溶液的pH保持基本不变。当加入少量强碱时，OH-接受H3O+传递的质子，质子转移平衡右移，补充消耗掉的H3O+离子，而溶液的pH保持基本不变。稍加稀释时，H+虽然降低了，但Ac-同时也降低，同离子效应减弱，促使HAc的解离度增加，所产生的
4、H+可维持溶液的pH值保持基本不变。,3.缓冲溶液作用机制,井酬得碰晾诞者去烤所稳鬼匝村汁耳沦饰袁穷谗魁理份嘱鸭滁冰院役红占04缓冲溶液04缓冲溶液,用质子转移平衡式表示：加少量强酸：H3O+Ac-HAc+H2O(大量)加少量强碱:H3O+OH-2H2O HAc+H2O Ac-+H3O+(大量)HAc+OH-Ac-+H2O,抗碱成分,抗酸成分,凡死碍倒万羽案阔妓桅或椅清禽蝴聘砖卸瘩深献贫巢赞溢检斌熬酱魏葡伴04缓冲溶液04缓冲溶液,结论1.缓冲溶液中同时含有较大量的抗碱成分和抗酸成分，对抗的只是外来的少量强酸、强碱。2.通过弱酸解离平衡的移动，使溶液中H+离子或OH-离子浓度无明显的变化，因此
5、具有缓冲作用。,架吟卤资轩烩价颗绪窝淑釜诚遇趁夯请蕴件糕物砖强走忻萝涛丛凌邀花臼04缓冲溶液04缓冲溶液,二、缓冲溶液的组成一般由具有足够浓度和一定比例的共轭酸碱对的两种物质组成。共轭酸称为抗碱成分，共轭碱称为抗酸成分。组成缓冲溶液的共轭酸碱对的两种物质合称为缓冲系(buffer system)或缓冲对(buffer pair)。,省囱跳差抬晤潍蔫贸冲暂篇四闭捣泪略磷肝尊惠赞图暇供篓宗泞立芽友宋04缓冲溶液04缓冲溶液,共轭酸,共轭碱,HAcNH4ClH2PO4-,NaAcNH3H2OHPO42-,抗酸成分,缓冲系,抗碱成分,组成示意图,失镜锁泞烦凉亡酒倾鸡侠添扒党舌伴稚总罩删潘与负灰适筒岗叹
6、居负狭疽04缓冲溶液04缓冲溶液,常见的缓冲系,忿季遭垄猖目脉儒帝糯枕坡提慌灸懦陈窃蛀鳃皱吹衬宜胀蛋携悄锄嵌括殊04缓冲溶液04缓冲溶液,在实际应用中，还采用酸碱反应的生成物与剩余的反应物组成缓冲系。弱酸（过量）+强碱 强酸+弱碱（过量）优点：HCl 和 NaOH 溶液常备试剂，容易获得。弱酸或弱碱的浓度即缓冲系的总浓度。通常缓冲溶液的pH需要在pH计监控下调整，滴加强碱/酸易于操作。,驴躬鸡伟柏勾搪毫扬卖姑盔蔚拢颗契踩舞佃凋厅兜张叔朔恐辱漏战姜擎羡04缓冲溶液04缓冲溶液,第二节 缓冲溶液pH的计算,耶肄舱师松娥屁肇锯滔鄂鲁念昏甸平烩捂精婉童爵毗设芹的争见枢抖忽增04缓冲溶液04缓冲溶液,一
7、、缓冲溶液pH值的近似计算公式1.HendersonHasselbalch方程式 以HB代表弱酸，并与其共轭碱B-组成缓冲溶液。,HB+H2O H3O+B,崩导认辅俗饭副懊棋江坐痪诌叙坤积酚敦耗挡笨窑浅予畸膨枯搔差进寺兽04缓冲溶液04缓冲溶液,2.HendersonHasselbalch方程式的意义缓冲溶液的pH首先取决于pKa pKa值一定，其pH随着缓冲比B-/HB的改变而改变。当缓冲比等于l时，pH等于pKa,汲赤扒幢犬尺捶丸夕潘们怯蝇攀背尼蚀团创误夷焊泣疹持钝谐鄂扔昔余登04缓冲溶液04缓冲溶液,3.HendersonHasselbalch方程式的应用HB在溶液中只少部分解离，且因B
8、-的同离子效应，使HB几乎完全以分子状态存在。所以,汕昨睦首贿痊悼左枫酵滨油鳖巫馏氨柜犬郑肩灾籍钎位起贪竭炬乓裔僻等04缓冲溶液04缓冲溶液,由于 c=n/V，所以,噬蛹甜织镭仆奇誉参必凤阎敏仁钝佛瘤掳短倾釉五歹峨鼠权闭癸墙项寡祖04缓冲溶液04缓冲溶液,【例】计算0.10molL-1NH3 20mL和0.20molL-1NH4Cl 15mL混合溶液的pH值。,解 此混合溶液的缓冲系为NH4+NH3，查表知pKa(NH4+)9.25 代入公式得pH9.25-0.179.08,篮量潞它江姚滋转菲狞票曰乳叫梆润嫂膊劣芥假既杰端腕撅辖聘井提詹治04缓冲溶液04缓冲溶液,【例】配制1L pH=10.0
9、的NH3-NH4Cl缓冲溶液，已用去350mL 15molL-1氨水，问需氯化铵多少克？已知Kb(NH3)=1.810-5，M(NH4Cl)=53.5g mol-1解 pKa9.25 m(NH4Cl)=50g,栗脉渴忱蛰凋键盒希宠敲曾掳放竟搅稻谚骤适帽临铆城测孰吨哎仔恋恒总04缓冲溶液04缓冲溶液,【例】如何用0.10molL-1HAc和0.10molL-1NaAc溶液配制1L pH为5.00的缓冲溶液？解：设缓冲溶液总体积为V，,腐抱追芋醒桂妹爪慷苑直弹特桂耐榆赡茅毅蔫拂铣饿素搽递冷沥棒厩埃纠04缓冲溶液04缓冲溶液,【例】欲配制pH=4.70的缓冲溶液500mL，应该用50mL 1.0 m
10、ol/L 的NaOH 水溶液和多少mL1.0 mol/L HAc溶液混合，并需加多少水？(Ka(HAc)=1.7610-5)解：pH=4.70，H3O+=2.010-5 mol/L HAc/Ac=H3O+/Ka=2.010-5/1.7610-5=1.1 Ac由NaOH与HAc中和而来，Ac=1.0 50/500 HAc为HAc 被NaOH中和后剩余部分，HAc=(1.0VHAc 1.050)/500 HAc/Ac=1.1=(1.0VHAc 1.050)/1.0 50 即 VHAc 105 mL 混合溶液中需加水：500-105-50=345 mL,少脯遇高摊玻菌诅虞襄椒个允雏姜童铺普苏摊峭愿嗜
11、师幼哪管啄窘甘蟹节04缓冲溶液04缓冲溶液,第三节 缓冲容量和缓冲范围,因企疾阜竹廷抛市酚芬杀玖侩翅中秋顾斑灵疗旷括芳扩拜插团衡拇糜从凰04缓冲溶液04缓冲溶液,一、缓冲容量 当加入过量的强酸或强碱，缓冲溶液的pH将发生较大变化，失去缓冲能力。用缓冲容量作为衡量缓冲能力大小的尺度。它表示单位体积缓冲溶液的pH发生一定变化时，所能抵抗的外加一元强酸或一元强碱的物质的量:,越大，说明缓冲溶液的缓冲能力越强。,楞边恒汹跃誊搏沦填匣矮向瘦球淑妹琵记研涅病跺亿翁殉辞弯谓员棕贷瞻04缓冲溶液04缓冲溶液,二、影响缓冲容量的因素 1）总浓度c总HB+B-的影响：同一缓冲系，缓冲比一定总浓度越大，缓冲容量越大
12、。2）缓冲比的影响：同一缓冲系，总浓度一定，缓冲比越接近1，缓冲容量越大。缓冲比等于1时，有最大缓冲容量。,牙敞膝痛火涪乍唉迎巴骚深耿倪孽歇病友裴孰刘大苗撅而牺仗拈坦议浓似04缓冲溶液04缓冲溶液,当 一定时，愈接近1，缓冲能力愈大；愈远离1时，缓冲容量愈小。当 大于10:1或小于1:10时，可认为缓冲溶液已基本失去缓冲作用的能力。,三、缓冲范围,pH=pKa1变化范围称为缓冲范围。选择pKa与所需pH值相等或相近的共轭酸，可保证有较大的缓冲能力。,茧汀迪脾拒蝗跃晾酬竭怯分浑稳际逢逢烩困徽缔烈毁掂唱滴揪查劝汤铜琐04缓冲溶液04缓冲溶液,第四节 缓冲溶液的配制,忽烯掐睬搓垫魏订峻士埋瘩房抖乎或
13、塞谢睦模戚生阂斩睬东饮啄绪臃佯荡04缓冲溶液04缓冲溶液,一、配制方法1选择合适的缓冲系（1）pH在pKa1缓冲范围内并尽量接近弱酸pKa。（2）缓冲系的物质必须对主反应无干扰。,【例】欲配制pH=5.0的缓冲溶液，应选择NaAc-HAc体系，pKa=4.74 欲配制pH=9.0的缓冲溶液，应选择NH3-NH4Cl体系，pKb=4.74,pKa=9.26,爆柱肺懦露辩骤轿枢米殿顿毛泻氧姑镐衙先梳空陪灵轩阅大谦捍至搂使局04缓冲溶液04缓冲溶液,2配制的缓冲溶液的总浓度要适当：一般总浓度0.05molL-10.2molL-1。3计算所需缓冲系的量 根据Henderson-Hasselbalch方
14、程计算。4校正 需在pH计监控下，对所配缓冲溶液的pH校正。,孪弓辨闸年涅崔衡湿降尖荔绦撤菌癣忠察峻闪冬自檄墅樱受型如陈姥殊试04缓冲溶液04缓冲溶液,【例】如何配制pH=5.00的缓冲溶液100mL?解(1)选择缓冲系（表4-1）由于HAc的pKa=4.76，接近所配缓冲溶液pH，所以可选用HAc-Ac-缓冲系。(2)确定总浓度，计算所需缓冲系的量 一般具备中等缓冲能力(0.050.2molL-1)即可，并考虑计算方便，选用0.10molL-1的HAc和0.10molL-1 NaAc溶液。应用式(4.5)可得,综欧喳朔绊坟皇躲惑剿夏烯螺朗肿碍符烷棺丙梭议者砸锋坞增腺犹魏品菏04缓冲溶液04缓
15、冲溶液,设 V(NaAc)=x mL则：V(NaAc)=x mL=64mLV(HAc)=100mL-64mL=36mL,啸靠唐勉雅析泞鹅腕悍械富翻娱需渴惹拄回嘘害沼刁豺键裴祝勺血抵你莹04缓冲溶液04缓冲溶液,二、标准缓冲溶液 标准缓冲溶液性质稳定，有一定的缓冲容量和抗稀释能力，用来校准pH计。,捉猾埠漠参足亨稻玻吗广仑夏北练涸恶蓬躯肖僚认斌及诸奈功一砚监嘎祟04缓冲溶液04缓冲溶液,第五节 血液中的缓冲系,霉挫麦疲螺挽巩沁亏厄捅综秩仑粱峰纳漫凯喜旬啥赋哆蕉痒屎镁禾绚傈遣04缓冲溶液04缓冲溶液,特点：体液中存在多种生理缓冲系，使体液的pH保持基本稳定例如：血液的pH保持在7.357.45之间
16、 血浆中:H2CO3-HCO3-、H2PO4-HPO42-、HnP-Hn-1P-红细胞中：H2b-Hb-(血红蛋白)、H2bO2-HbO2-(氧合血红蛋白)H2CO3-HCO3-、H2PO4-HPO42-,干乔稻酮干匡滁碰掺港碗吉昂罪僧些穗悔货陛称喉剩敷登瓤胆橙滴莉金搂04缓冲溶液04缓冲溶液,人体缓冲系中，碳酸缓冲系的浓度最高，在维持血液pH的正常范围中发挥的作用最重要。来源于呼吸作用的二氧化碳溶于血液生成的碳酸，与其离解产生的碳酸氢根离子，以及血液中贮存的碳酸氢根离子达成平衡：,冉导所砂抑睦南咙唱投畔众舔渺冒几粘嘎吁反鲜轮畦榆鄙隙捶奴揭穷骂殊04缓冲溶液04缓冲溶液,CO2+H2O,B-,
17、H+,汉靠哗巢砸联澳铲逐桅卡点施奥悸晰伍蓟局菌劫甲仙雏罗屹糙急瘁什冲诱04缓冲溶液04缓冲溶液,当体内酸性物质增加,HCO3-与H3O+结合，平衡左移；体内碱性物质增加时，H3O+结合OH-，H2CO3(CO2溶解)解离，平衡右移，pH明显改变。HCO3-在一定程度上可以代表血浆对体内所产生的酸性物质的缓冲能力，所以常将血浆中的HCO3-称为碱储。若血液的pH小于7.35，则会发生酸中毒(acidosis)；若pH大于7.45，则发生碱中毒(alkalosis)。若血液的pH小于6.8或大于7.8，就会导致死亡。,蜗礁碴破庙涕沃远哎愚寞盈庐夺影于嚏屑仇葬乘垂佑涝问罚讯操炔削若目04缓冲溶液04缓冲溶液,学习要求,掌握缓冲溶液的概念、组成和缓冲机理。掌握影响缓冲溶液pH的因素、应用Henderson-Hasselbalch方程式计算缓冲溶液的pH值。熟悉缓冲容量的概念、影响因素及有关计算。熟悉配制缓冲溶液的原则和方法。了解医学上常用缓冲溶液配方和标准缓冲溶液。熟悉血液中的主要缓冲系及在稳定血液pH过程中的作用。,谨氟壬懈环网赡气咒郑殖质枝芬桩刑镁曰哈匡饿肝买译啊禽拼水真滓辜画04缓冲溶液04缓冲溶液,作业，p67-68：6，11，15,垄混素汗谍柏盆灵轨捍梁卜寨网兼向潘纬用足重吾刽闲唉馅膛尾芝已依制04缓冲溶液04缓冲溶液,
