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1、第四章 缓冲溶液,目的要求 掌握缓冲溶液概念、组成和作用机理。 掌握缓冲溶液的有关计算。 熟悉缓冲溶液的配制。 熟悉缓冲容量概念及影响缓冲容量大 小的因素。 了解标准缓冲溶液，血液中的缓冲系。,4-1 缓冲溶液及其缓冲组成,一缓冲作用及缓冲溶液组成,缓冲溶液对强酸、强碱或稀释的抵抗作 用称为缓冲作用（buffer action）。,1.缓冲溶液的概念 能抵抗外来少量强酸、强碱或稍加 稀释，而能保持其pH基本不变的溶液， 称为缓冲溶液（buffer solution）。,1. 酸（碱）共轭碱（酸）,2.缓冲溶液的组成,NaHCO3Na2CO3,NH3H2ONH4Cl,H3PO4Na3PO4,非缓
2、冲溶液,Na2HPO4,Na3PO4,H3PO4NaH2PO4,2. 弱酸弱碱,3. 足够总浓度 (c总在0.050.2mol/L范围内),4. 浓度相差不能太大,判断下列溶液是否为缓冲溶液?,1. 0.1mol/LHAc+0.1mol/LNaAc,2. 0.1mol/LHAc+0.1mol/LNaOH,3. 0.1mol/LHAc+0.05mol/LNaOH,是,否,是,4. 0.05mol/LHAc+0.1mol/LNaOH,否,5. 0.0010mol/LHAc+0.001mol/LNaAc,6. 0.0125mol/LHAc+0.1875mol/LNaAc,否,否,一般采用如下方法组成
3、缓冲液:,弱酸（碱）（过量）+强碱（酸）,例如：HAc （过量） +NaOH,NH3H2O （过量）+HCl,思考题： 对H3PO4+NaOH分六种情况讨论组成缓冲对 的情况；,NaH2PO4,NaH2PO4 H3PO4,Na2HPO4NaH2PO4,Na2HPO4,Na2HPO4 Na3PO4,Na3PO4,二. 缓冲机制（机理）,平衡左移 H+没有明显升高 Ac-消耗了一些 HAc增加了一些,Ac-抗酸成分,平衡右移 补充消耗的H3O+ H+没有明显降低,HAc抗碱成分,4-2 缓冲溶液的pH值,一.缓冲溶液pH的计算公式 同离子效应,缓冲对HB NaB,解释：缓冲溶液稍加稀释而pH保持不
4、变,注： 1.公式推导时B-及HB是指平衡浓度;,近似处理使计算pH值与实际pH值有偏差,2.对多元酸酸式盐及其次级盐的缓冲系 要注意公式的内容;,例如:,H3PO4NaH2PO4,NaH2PO4Na2HPO4,Na2HPO4Na3PO4,3.注意pKa的含义;,例如:NH3NH4Cl,例1.将100ml0.50mol/LNH3.H2O与60ml 0.50mol/LHCl混合 （1）求此溶液pH值。 （2）加入0.1克NaOH，求pH值。 （3）加入1.5ml1mol/LHCl，求pH值。,解：（1）,50mmol,30mmol,反应初,反应终,30mmol,20mmol,（2）,（3）,例2
5、. 取0.1mol/L某一元弱酸50ml与20ml 0.1mol/L KOH混合，将此溶液稀释至100ml，测得该溶液 pH为5.30，求一元弱酸的Ka。,解：,例3. H3PO4+NaOH分六种情况讨论各自pH值 的计算公式。,NaH2PO4 H3PO4,NaH2PO4,Na2HPO4NaH2PO4,Na2HPO4,Na2HPO4 Na3PO4,Na3PO4,4-3 缓冲容量和缓冲范围,一.缓冲容量,缓冲容量是用来衡量缓冲溶液缓冲能力的一个 物理量，它与缓冲溶液加入的强酸强碱的物质的 量成正比，与缓冲溶液的pH改变量成反比。,1.定义 使单位体积缓冲溶液的pH改变1个单位 时,所需加入的强酸
6、、强碱的物质的量。,单位：mol/LpH或mmol/LpH,2.影响缓冲容量的因素,当b/a一定时， C总越大,也越 大;,当C总一定时， 缓冲比越趋于1， 越趋于极大值；,（3）曲线（1）、（6）无极大值,二. 缓冲范围,缓冲比 1/1010,pH值 pKa-1 pKa+1,例. 下列各缓冲溶液，缓冲容量最大的是,A. 500ml中含有0.15molHAc和0.05molNaAc B. 500ml中含有0.05molHAc和0.15molNaAc C. 500ml中含有0.1molHAc和0.1molNaAc D.1000ml中含有0.15molHAc和0.05molNaAc E.1000m
7、l中含有0.1molHAc和0.1molNaAc,答案：C,4-4缓冲溶液的配制,一. 缓冲溶液配制方法,实际中我们需要配缓冲溶液,一般分四步:,1.选择缓冲对,例:欲配pH=4.5缓冲溶液,可选择,(B),2.确定总浓度,0.050.2mol/L,3.计算缓冲比,4.校正,P58例4-5,例题,(1)选择缓冲系,pH=5.00 HAc的pKa=4.75 选HAcNaAc缓冲系,(2)确定总浓度,设取V ml 0.1mol/L的NaAc 则HAc为(100-V)ml,根据,将64ml0.10mol/LNaAc与36ml0.1mol/LHAc 混合就可配pH=5.00的缓冲溶液,例2. 如要配置
8、pH=5.10缓冲液100ml需在 6mol/LHAc10ml中加入2mol/LNaOH多少ml？,例3. 在浓度为0.05mol/L的Tris(三羟甲基甲氨) 溶液50ml中,加入浓度为0.05mol/L的HCl溶液多少 毫升,用水稀释到100ml后溶液的pH值为7.40? (已知TrisHCl的pKa=8.17),Tris,TrisHCl,解:设需加入HCl溶液xml,P60 表4-5,表4-6,医学上广泛使用缓冲溶液配方表,二. 标准缓冲溶液,表4-7中所列物质，为什么可单独配置 缓冲溶液？,1.硼砂（Na2B4O710H2O）,2.酒石酸氢钾 （KHX）,（1）HX-H2X pKa1=
9、2.98 （2）X2- HX- pKa2=4.30,KHX pH=1/2（ pKa1 + pKa2 ）=3.64,思考题：NaH2PO4能否单独配缓冲溶液？,4-5血液中的缓冲系,1.血浆中的缓冲系,H2CO3HCO3-(或CO2(溶解) HCO3-),2.血浆中正常pH的计算,3.血液pH维持7.357.45原因,2.红细胞中的缓冲液,H2b Hb-、HHbO2 HbO2- 输送O2，排出CO2；,血液中,肺中,补充题： How many grams of NaC3H5O3 must be added to 0.1mol of HC3H5O3 in order to prepare 1.0
10、liter of a buffer solution whose pH equals 4.15 (pKa=3.86)?(key:22g),作业： P64，5（求最大缓冲容量改为求pH值） 7，8，9（答案改为1.24），10,预习第五章酸碱滴定法,讨论题:,(1)酸碱指示剂工作原理是什么,它的理论变 色范围如何确定?甲基红、甲基橙、酚酞的 实际变色范围是多少？,(2)一元强酸碱相互滴定，计量点附近的pH 突跃是如何产生的？突跃范围对滴定有什 么实际意义？突跃范围是大好还是小好？ 影响突跃范围的因素是什么？指示剂如何 选择？,(3)一元弱碱酸被强酸碱滴定的突跃范围与上者 突跃范围有那些不同？影响滴定突跃范围的因 素是什么？弱酸弱碱被直接滴定的条件是什么？,附加题： 计算0.1000mol/LHNO2（Ka=4.610-4）20.00ml 被0.1000mol/LNaOH滴定，NaOH加入19.98ml、 20.00ml、20.02ml时各点的pH值，选择指示剂， 指示剂颜色如何变化。,第四章小结,缓冲溶液的概念、组成、缓冲作用机制,缓冲溶液pH的计算,缓冲容量、缓冲范围,影响缓冲容量的因素：C总、缓冲比,血液中的缓冲系： 血浆中的缓冲系、红细胞中的缓冲系,