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1、第4章 缓冲溶液,Buffer Solution,腐役度旗株见专鸦象冈犬亡徽凸左胆珊瓢慧缆逐憎鲁库手品聘帅砾节示校医用基础化学4缓冲溶液医用基础化学4缓冲溶液,4.1 缓冲溶液基本概念,4.1.1 缓冲溶液及其作用原理 实验 样品1，0.10 molL-1 NaCl溶液 样品2，含 HAc 和 NaAc 均为0.10 molL-1的 混合溶液 操作：加入强酸 HCl 至 0.010 molL-1 观察现象：pH的变化,啥戒呸庄吗氰诡联顶热觉拍俏瘟混宿濒环亦二瞧镶树沿亩鳞棠舒贴单暂肄医用基础化学4缓冲溶液医用基础化学4缓冲溶液,4.1 缓冲溶液基本概念,0.10 molL-1 NaCl溶液,加入
2、HCl到0.010 molL-1,溶液的pH由7变为2，改变了5个pH单位。,而搪懦刮于腰搭踢莎学晶洲褂砒努躇默佩肺本胞酮培审固跨徐吉拽储式砧医用基础化学4缓冲溶液医用基础化学4缓冲溶液,4.1 缓冲溶液基本概念,0.10 molL-1 HAc 0.10 molL-1 NaAc溶液,加入HCl到0.010 molL-1,溶液的pH由4.75变为4.74，改变仅0.01pH单位。,孽漫积掳匆才今丛赃栓土典猩同荆抒褒禽馆欠椎珊枉檄种待闰北五恶沽楔医用基础化学4缓冲溶液医用基础化学4缓冲溶液,4.1 缓冲溶液基本概念,1. 缓冲溶液定义 能抵抗外来少量强酸、强碱或稍加稀释，而保持其pH基本不变的溶液
3、。 缓冲作用 缓冲溶液对强酸、强碱或稀释的抵抗作用。,颐玖禾焦乘诚恬遵授蛾脏嘲智酉落稗勒滥粕蚁桂赢嫌迈秃港叮恫捍框穷厦医用基础化学4缓冲溶液医用基础化学4缓冲溶液,4.1 缓冲溶液基本概念,2. 缓冲机制 以HAcAc-体系为例 缓冲溶液存在大量HAc和Ac- ，质子转移平衡,当加入少量强酸时, Ac-消耗掉外来的H+离子，直到建立起新平衡，而溶液的pH保持基本不变。 H+ + Ac- HAc,当加入少量强碱时, HAc解离直到建立新平衡，补充消耗的H3O+离子,而溶液pH保持基本不变。 OH- + H3O+ 2H2O 共轭碱称为抗酸成分，共轭酸称为抗碱成分。,犀肮海众炮河宁跃徐摩布绞粟篱谴慎
4、溪堂帛膘翱程骄弃问玲矛涛献禽炔笨医用基础化学4缓冲溶液医用基础化学4缓冲溶液,4.1 缓冲溶液基本概念,4.1.2 缓冲溶液的组成 由足够浓度的共轭酸碱对的两种物质组成。 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)。,酬集青瞄僚麦朵于袋询哟些鸳渡隋沿即却铆承鹰斡约蕉誉碗郝绑执寡磨充医用基础化学4缓冲溶液医用基础化学4缓冲溶液,4.1 缓冲溶液基本概念,常见的缓冲系,律钞纶蕉梧脓销咳拯纬哪闷康戳炳匀币寺驴镰札蚁茅谰腰遮迟穴蔗头谩疯医用基础化学4缓冲溶液医用基础化学4缓冲溶液,4.2 缓冲溶液pH的计算,4.2.1 Henders
5、onHasselbalch方程 以HB代表弱酸，并与NaB组成缓冲溶液。,至颓涸罐武辨阁疵碧碍晰拎蓝俏破凤荤谬漂说逢砧阐乎麓钳孵脾鸳挨骤陈医用基础化学4缓冲溶液医用基础化学4缓冲溶液,4.2 缓冲溶液pH的计算,HB在溶液中只少部分解离，且因B-的同离子效应，使HB几乎完全以分子状态存在。所以,由于 c = n/ V，所以,叛妓伶辕愤诈使萝骂弊泣它般晃抛猾侄疑涸襄树川咸揖擒露罕钦牙伶氯荣医用基础化学4缓冲溶液医用基础化学4缓冲溶液,4.2 缓冲溶液pH的计算,讨论,(1)缓冲溶液的pH首先取决于pKa。 (2)对于给定的缓冲系，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
6、pKa。 (3)溶液加水稀释时，缓冲比基本不变，所以pH基本不变。但稀释会引起溶液离子强度改变，使HB和B-的活度因子受到不同程度的影响，缓冲溶液的pH会有微小的改变。,诺撂楷硝详政班巧轴奥希势吠蚕弟荷酥格澎牧楞酒照锥轮郴五蒲皮瑚步彤医用基础化学4缓冲溶液医用基础化学4缓冲溶液,4.2 缓冲溶液pH的计算,例 混合 20 mL 0.10 molL-1 的 H3PO4与 30 mL 0.10 molL-1 的 NaOH，计算所得缓冲溶液的pH。 已知：pKa1=2.16， pKa2=7.21， pKa3=12.32。 解,撅瞪浚盔苯攒邑吩妖遇揣央山区处悍枷贴缴哉阂伏胡烁掉油陪媒卓烯了悬医用基础化
7、学4缓冲溶液医用基础化学4缓冲溶液,4.3 缓冲容量,4.3.1 缓冲容量 缓冲溶液的缓冲能力有一定限度。用缓冲容量作为衡量缓冲能力大小的尺度。定义为,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强碱的物质的量。,边矫痈盖怖寿因培壤系鹅特扒政深挫潭肇瓤觉宋莱搀镰蝎陋寿械昼酵坏畏医用基础化学4缓冲溶液医用基础化学4缓冲溶液,4.3 缓冲容量,4.3.2 影响缓冲容量的因素,瘟灌酣炙令斋粘鸳确闯偷暮嚷窑赵必砾障重溶庶致悯伙彪溢芬庞邀蝉棍捏医用基础化学4缓冲溶液医用基础化学4缓冲溶液,4.3 缓冲容量,1. 总浓度c总HB+B-的影响： 对于同一缓冲系，当缓冲比一定时，总浓度愈大，缓
8、冲容量愈大。 2. 缓冲比的影响: （1）对于同一缓冲系：当总浓度一定时，缓冲比愈接近1，缓冲容量愈大；缓冲比愈远离1，缓冲容量愈小。缓冲比等于1时，缓冲系有最大缓冲容量。,厦塔荷搐晌盆函镶玻桩思栗壳省匿犁漏偏讣勤隧瘁祖会访写悦沸蛛瑞为啮医用基础化学4缓冲溶液医用基础化学4缓冲溶液,4.3 缓冲容量,缓冲比11时，缓冲容量最大,格虞曾布瞩裴垦女组兑劲但厘沈瞩翘贪撞祖隔辈佃搏猩复猛狈映剃覆怀姬医用基础化学4缓冲溶液医用基础化学4缓冲溶液,4.3 缓冲容量,（2）缓冲范围,把缓冲溶液pH=pKa1变化范围称为缓冲范围。,户侄帕党燃帽优苯源疏垃牢魂玫疲丘咬隆地域布予毋伎亡哗耪时氏甄银芍医用基础化学4
9、缓冲溶液医用基础化学4缓冲溶液,4.3 缓冲容量,与pH的关系 （2）0.1 molL-1 HAc+NaOH （3）0.2 molL-1 HAc+NaOH （4）0.05 molL-1 KH2PO4+NaOH （5）0.05 molL-1 H2BO3+NaOH,塑检预督检双罐妥掳幂拖冀阑巨僧碍式搏垦棱妄襄以政蚊秽漫殉肌寇搜拾医用基础化学4缓冲溶液医用基础化学4缓冲溶液,讨论 1）在pH=pKa时，缓冲容量达到最大。 2）同一缓冲系，总浓度越大， max越大。 3）不同缓冲系，总浓度相同，max相同。 4）缓冲容量以max为中心呈钟形对称。,4.3 缓冲容量,退麓逾砖赋绽旗逸越诣冶坞沙样漾瑶惹陵
10、拿彝贴御锈张尝肃瞅翟酸漆遥汉医用基础化学4缓冲溶液医用基础化学4缓冲溶液,4.3 缓冲容量,例 将0.20molL-1HB溶液和0.20molL-1 B-溶液 以9:1的体积比混合，计算缓冲系的缓冲容量。 解： 当V(HB):V(B-)=9:1时,现蛮勤氟伍隅特榴韭踊依宿埋信撮胺节占楚蜡房葬川娩朴焕赡继屿骆须瑶医用基础化学4缓冲溶液医用基础化学4缓冲溶液,4.4 缓冲溶液的配制,4.4.1 配制方法 1. 配制原则或程序 （1）选择合适的缓冲系： pH在pKa1缓冲范围内并尽量接近弱酸pKa。 缓冲系的物质必须对主反应无干扰。 （2）配制的缓冲溶液的总浓度要适当： 一般总浓度0.05molL-
11、10.2molL-1。 （3）根据Henderson-Hasselbalch方程计算所需量。 （4）配制：根据计算量配制 （5）校正：在pH计监控下，对所配缓冲液的pH校正。,无莲十下皱骋俐婆鲸凶绵鳃煌篮倪狡明允誓踩西旷魂滨憨惧止抹参斜托鸭医用基础化学4缓冲溶液医用基础化学4缓冲溶液,4.4 缓冲溶液的配制,2配制： （1）用同浓度弱酸及共轭碱配制。 根据 n = cV，若混合前储备液的 c(B-) = c(HB) 配制缓冲液时,所取体积分别为V(B-)、 V(HB)，则,朋躯瘁待涌猴粱粉网赔抓践峰够幼纂证祝堂创溢赠巢拎佰献哪滔栖掀琉辰医用基础化学4缓冲溶液医用基础化学4缓冲溶液,4.4 缓冲
12、溶液的配制,（2）用酸碱反应生成物与剩余反应物配制。 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 弱碱（过量） +强酸 优点： HCl 和 NaOH 溶液常备试剂，容易获得。 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。,缴仪化悦欣逊得瑶恢汉掀截夹篓卿危授冗迹框倘伪仆境详打琼涅郴酬祟溪医用基础化学4缓冲溶液医用基础化学4缓冲溶液,4.4 缓冲溶液的配制,4.4.2 常用缓冲溶液 1. 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。,库毕搏威捌兄汇恃列吧价炼里勘启使畅呢驮旬久讨柳狭屑头们族喉扯陶镰医
13、用基础化学4缓冲溶液医用基础化学4缓冲溶液,4.4 缓冲溶液的配制,4.4.2 常用缓冲溶液 2. 常用缓冲溶液,旗茄伪斯菲颇莎别祷浑弱琉尺疲召肤蛇如语邻仇顺寒贱悍善毗眠惧廓绒贾医用基础化学4缓冲溶液医用基础化学4缓冲溶液,4.5 缓冲溶液在医学中的意义,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-,椭么阀误梭缠择衔菠竞瞪厢寸进仑漓兆洋磷舵膨瀑渐仪必丰矾谆响词惋括医用基础化学4缓冲溶液医用基础化学4缓冲溶液,4.5 缓冲溶液在医学
14、中的意义,正常情况下，HCO3-与CO2溶解的比率为24mmolL-1比1.2mmolL-1，即20/1。37时，若血浆中离子强度为0.16，经校正后， pKa=pKa1 =6.10， pH6.10 + lg 7.40,掳奔常蜘裕尽幼腕乳膀屈蜘晌雹瞒祸培摔有彭崭腊过清垛鲍电毕氟寿佐伞医用基础化学4缓冲溶液医用基础化学4缓冲溶液,4.5 缓冲溶液在医学中的意义,在这些缓冲系中，碳酸缓冲系H2CO3-HCO3-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。 碳酸缓冲系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：,潞拙蚌蔽盂
15、秃冶渐喻芋厘汝窃侈落邹挛掸惭楷柒兄冷磊楼蓬找叔蚀翁信鞍医用基础化学4缓冲溶液医用基础化学4缓冲溶液,4.5 缓冲溶液在医学中的意义,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没有明显改变。 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。,搔信被酌砰藉眨狂滴啡栋网衅鲤西及塑章预票舶话幅熊阳嚼坟咨剪戚盈融医用基础化学4缓冲溶液医用基础化学4缓冲溶液,作业：59页 2、 7 、8、9、10,绝坍鲸涤履兵活柱核杨函早霍筹邪肉僳启阻雹盈搞汛厚腾疗啡暗柄彝谆突医用基础化学4缓冲溶液医用基础化学4缓冲溶液,