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医用基础化学课件-第三章 缓冲溶液

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第三章3 缓冲溶液

第三章3 缓冲溶液

c0 (碱) 0.098 pH 14 pK b lg =14 4.74 lg 9.24 c 0 (盐 ) 0.102

加入1.0mL1.0 mol / L NaOH溶液
c0(碱)=( 0.10×0.500＋1.0×0.001)／0.501=0.102 mol / L c0(盐)=( 0.10×0.500－1.0×0.001)／0.501=0.098 mol / L
cb pOH pKb lg cs

cb pH 14 pKb lg cs

例题：计算含有0. 100 mol·－1 L
HAc和0.200 mol·－1 L
NaAc混合溶液的pH。若在0.100L上述溶液中加入
0.001L 1.00 mol·－1 的NaOH后，溶液的pH变为多少？ L
c0 (碱) 0.102 pH 14 pK b lg =14 4.74

3.4.4 缓冲溶液的缓冲能力
缓冲溶液pH的控制主要体现在对缓冲比 {c0(酸)/c0(盐)或c0(碱)/c0(盐)}的调整。 缓冲溶液的缓冲能力主要与缓冲对的浓度 缓冲容量(β)——指1升缓冲溶液的pH值 有关。缓冲对的浓度越大，缓冲能力越大；缓 变化1个单位所需加入强酸或强碱的物质 冲比越接近于1，缓冲能力越大。但是缓冲溶 的量。 液的缓冲能力是有限的。 缓冲溶液的缓冲范围为pKa±1。 缓冲溶液适当稀释时，缓冲溶液的pH不变。
50ml纯水pH = 7
50mLHAc—NaAc [c(HAc)=c(NaAc) =0.10mol· -1] L pH = 4.74
pH = 3
pH = 11
pH = 4.73
pH = 4.75
这种能够对抗外来少量强酸或强碱，而保持溶液

医用化学-缓冲溶液

医用化学-缓冲溶液

缓冲对中的共轭碱发挥了抵抗外来强酸的作用， 因此称为抗酸成分。同理，缓冲对中的共轭酸发 挥了抵抗外来强碱的作用，因此称为抗碱成分。
对溶液进行适当稀释时，溶液的pH基本不变。 由于缓冲溶液中含有大量的抗酸成分和抗碱成分， 而且它们之间又存在质子转移平衡，因此可对抗 外来的少量强酸、强碱，使溶液的pH基本保持不 变。
c( NH 3 H 2 O) 0.10 9 . 25 lg 9.55 c( NH 4 ) 0.050
n( NH 3 )
例3-3 将100 mL 0.10 mol· L-1盐酸加入到300 mL 0.10 mol· L-1氨水中，求混合后溶液的pH， pK NH H = 4.75。 b 2O的 3· 解： HCl + NH3 NH4Cl n( 起始） 100×0.10 300×0.10 0 n( 剩余） 0 （300-100）×0.10 100×0.10 n ( HCl ) 由于 n( NH ＞ ，所以加入的 HCl完全与NH3反应生 3) 成NH4Cl，剩余的NH3与生成的NH4Cl组成一对缓 冲对。混合溶液中NH4+和NH3的浓度分别为：
三、缓冲作用原理 HAc和NaAc组成的缓冲体系中，存在下面 的解离式： ① NaAc
溶液中加入少量强酸时
Na+ + Ac-
+
HAc
H+
溶液中存在大量的Ac-，只有少量与H+发生反应， 达到平衡时[Ac-]略有增加，[HAc]略有减少，因 此溶液的pH几乎不变。
② HAc + H2O
H3O+ +通常将这两种成分称为缓冲对或缓冲系。 缓冲对就是共轭酸碱对，其中共轭碱能对抗 外来强酸称为抗酸成分（antacid ingredient），共轭酸能对抗外来强碱称为抗 碱成分（antalkaline ingredient）。

医用基础化学课件：缓冲溶液(酸碱平衡)

医用基础化学课件：缓冲溶液(酸碱平衡)

探探究究實實驗驗
待測溶液
pH試紙 顏色
pH值
pH 變化
1
對照組
2 NaCl 溶液 加入2滴HCl溶液
7/
4 減小
3
加入2滴NaOH溶液
10 增大
4 CH3COOH -
5 CH3COONa 混合溶液
6
對照組
加入2滴HCl溶液 加入2滴NaOH溶液
5
/
5 基本 5 不變
緩衝溶液：
能夠抵抗外來少量強酸、強鹼，或稍加稀釋時可 保持其pH基本不變的溶液。
緩沖溶液
人人體體中常中見常體見液體的液pH的pH
體液
血液 成人胃液 唾液 胰液 小腸液
pH
7.35-7.45 0.9-1.5
6.35-6.85 7.5-8.0 7.6左右
體液
大腸液 乳汁 淚液 尿液 腦脊液
pH
8.3-8.4 6.6-6.9
7.4 4.8-7.5 7.35-7.45
緩沖溶液
❖ 什麼是緩衝溶液? ❖ 緩衝溶液如何組成？ ❖ 緩衝溶液的pH值計算？
例如:CH3COOH－CH3COONa溶液
彈簧是用來緩衝外力 緩衝溶液是緩衝pH值
❖ 在人體內各種酶只有在一定pH值範圍的體液中才具有 活性。如胃蛋白酶在pH=1.5～2.0的範圍內才具有最佳 活性。
❖ 在化驗肝功能時，要在pH為7.4的溶液環境下才能準確 測定血清中丙氨酸氨基轉移酶的含量。
❖ 細胞的培養、組織切片和細菌的染色、血庫中血液的冷 藏和某些藥物配製成溶液，B- ] [HB]
HB
H+ + B-
2）Henderson—Hasselbalch方程式的應用
pH

第三章缓冲溶液.ppt

第三章缓冲溶液.ppt
23
H++HA HA
Q
R
A A+OH-
S
T
pH
Ka=10-9 Kb=10-5
O NIII O NII O NI
Ka=10-7 Kb=10-7
MIII O MII O MI O
Ka=10-5 Kb=10-9
中和百分数
总结
一元弱酸或 弱碱及其与 强酸或强碱 混合物的滴 定曲线
(0.1mol·L-1)
Ka=10-7 为界
二. 两性物质: HA类两性物质: A-+HB
判断条件, 确定用近 似式或最 简式.
三. 混合酸碱: 强+弱、弱+弱 四. 共轭酸碱: HA+A-
先用最简式 计算,再看是 否合理.
7
缓冲溶液的分类
• 一般缓冲溶液—用于控 制溶液的pH值，由一定 浓度的共轭酸碱对组成。
如 HA+A-
• 标准缓冲溶液—用作测 量溶液pH值时的参照溶 液，由不同形体的两性 物质组成。如右表：
18.00 90.0 HA+A- 5.71
19.80 99.0 HA+A- 6.67
19.96 99.8 HA+A- 7.46
19.98 99.9 HA+A- 7.74
20.00 100.0 A- 8.73
20.02 100.1 A-+OH- 9.70
20.04 100.2 A-+OH- 10.00
10.7
9.7
8.7 9.0
PP
7.0
5.3 4.3
6.2
4.4
5.0 4.4
MR MO
3.3 3.1
NaOH ↓

医学医学基础化学—缓冲溶液PPT课件

医学医学基础化学—缓冲溶液PPT课件
[HA]
[HA] [H+] = Ka --------
[A-]
[HA] -log [H+] = -log Ka - log-------
[A-]
第14页/共67页
3.2 缓冲溶液的pH 值The pH of Buffer
Solution
[HA]
[A-]
---p--H = p K a - log -------- = p K a + log---
c（B）V（B） pH = p K a + log ------------------
c（A）V（A）
V（B） pH = p K a + log ---------
V（A）
2021/6/8
第20页/共67页
3.2 缓冲溶液的pH 值The pH of Buffer
Solution
若缓冲溶液的体积以V 表示，若以n A 、n B 分别表 示的
（质子接受体）组成的混合物，在溶液中存在着如下的质子转移
平衡：
例：
A + H2O HAc
B + H+ H+ + lAittlce-
large
NaAc = Na+ + Ac-
2021/6/8
第7页/共67页
large
第一节 缓冲溶液及缓冲作用原理
（1）加入少量强酸（Adding a small amount of acid）
Z=0, A0-B-
（ 2）弱减及其它的共轭酸（盐）组成的缓冲系 [Weak base and
its conjugate base (salt)]
NH3·H2O-NH4Cl， ph-+ NH3 -- ph–NH2 Z=+1, A+-B0 （ 3）多元酸的酸式盐及其它的次级盐组成的缓冲系 [Polyprotic

医用基础化学缓冲溶液

医用基础化学缓冲溶液

§4.3 缓冲容量
§4.3.2 影响缓冲容量的因素
2.303[HB][B ]/ c总
2.303 [HB] [B ] [HB] [B ] [HB] [B ] [HB] [B ]
2.30 1 3 [[1H B ] B [[H B ]1 ]1 B c总 ]2.30 2 3[[H B 1 ][[B H B ] ]c总 B
pH pKa
pH pKa 1
把缓冲溶液pH=pKa±1变化范围称为缓冲范围。
第17页，本讲稿共30页
§4.3 缓冲容量
β与pH的关系
（2）0.1 mol·L-1 HAc+NaOH
（3）0.2 mol·L-1 HAc+NaOH
（4）0.05 mol·L-1 KH2PO4+NaOH
（5）0.05 mol·L-1 H2BO3+NaOH
第18页，本讲稿共30页
§4.3 缓冲容量
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， βmax越大。 3）不同缓冲系，总浓度相同，βmax相同。 4）缓冲容量以βmax为中心呈钟形对称。
第19页，本讲稿共30页
§4.3 缓冲容量
例 将0.20mol·L-1HB溶液和0.20mol·L-1 B-溶液 以9:1的体积比混合，计 算缓冲系的缓冲容量。
H2CO3-HCO3-
H2PO4--HPO42-
第26页，本讲稿共30页
§4.5 缓冲溶液在医学中的意义
• 正常情况下，[HCO3-]与[CO2]溶解的比率为24mmol·L-1 比1.2mmol·L-1，即20/1。37℃时，若血浆中离子强度为
0.16，经校正后，
pKa′=pKa1 lg (B ) =6.10， (HB )

第三章缓冲溶液

第三章缓冲溶液
数Ka值, 其次决定于缓冲比。 当pKa值一定，其pH值随着缓冲比改变而
改变。当缓冲比为1时，pH=pKa
(2)当共轭酸碱的原始浓度相同时：
c B V B
V B
pH = pKa + lg c HB V HB pH = pKa + lg V HB
式中V(HB)、V(B-)为共轭酸碱混合前的体积
(3)当共轭酸碱的体积相同时：
第二节 缓冲溶液pH值的计算
一、缓冲溶液pH值的计算公式 二、缓冲溶液pH值的计算
一、缓冲溶液pH的计算公式
在HB-NaB组成的缓冲溶液中，存在下列 质子传递平衡：
HB+H2O H3O+ +B
NaB
Na+ + B-
Ka
[H3O ][B ] [HB]
[H3O
]
Ka
[HB] [B ]
lg[H3O ]
pH
pKa
lg
c共轭碱 c共轭碱
pKa
lg
cB cHB
(4)当共轭酸碱的原始浓度和体积都不同时：
nB
pH = pKa + lg n HB
(5)当加入少量水稀释溶液时，缓冲溶液的 缓冲比不变，即缓冲溶液有一定的抗稀释能 力。
• 例3-1 计算0.10mol·L-1NaH2PO410mL与0.2 mol·L-1Na2HPO41.0mL混合溶液的pH（已 知H2PO4-的pKa=7.21）。
缓冲对。
组成示意图
共轭酸
HAc
NH4Cl H2PO4-
共轭碱
NaAc
NH3·H2O HPO42-
抗碱成分
缓冲系
抗酸成分
实际应用中，还可用酸碱反应的生 成物与剩余的反应物组成缓冲系：

医用基础化学课件-第三章--缓冲溶液

医用基础化学课件-第三章--缓冲溶液

正常人血浆pH：
0.024L-m 1 ol pH 6.1 0lg0.001L 2-1m 7.4 o0 l
讨论：
➢ 人体内正常血浆中缓冲能力最强的缓冲系是 HCO3-- CO2(aq)
➢ 正常血浆中HCO3-- CO2(aq)缓冲系的缓冲比为 20:1
➢ HCO3-是血浆中含量最多的抗酸成分，称为碱储
影响缓冲容量的因素
1. 强酸、强碱溶液，浓度越大，缓冲容量越大 2. 总浓度一定时，缓冲比为1:1时，缓冲容量极大 3. 缓冲比一定时，总浓度越大缓冲容量越大 4. 不同的缓冲系，c总相同，β极大相同
例题：
下列溶液β最大的是： A. 1L中含0.06molHAc 与0.03molNaAc B. 1L中含0.05molHAc 与0.04molNaAc C. 1L中含0.02molHAc 与0.07molNaAc D. 1L中含0.01molHAc 与0.08molNaAc
100 mL HAc ~ NaAc pH = 5.00
滴加1ml 1mol·L-1HCl pH=4.98
滴加1ml 1mol ·L-1NaOH pH=5.02
第一节 缓冲溶液及缓冲机制
一、缓冲溶液的缓冲作用和组成
缓冲溶液：能够抵抗外来少量强酸、强碱或 稍加稀释而保持pH基本不变的溶液
缓冲作用：缓冲溶液对强酸、强碱或稀释的抵 抗作用
在1L 0.1 mol·L-1 的 HAc 中加入少量固 体NaOH，若溶液体积不变，问总浓度为多 少？随着NaOH的不断加入，该缓冲溶液的 总浓度将如何变化？
二、标准缓冲溶液
溶液
酒石酸氢钾
(KHC4H4O6)
邻苯二甲酸氢钾
(KHC8H4O4)
磷酸盐
(KH2PO4- Na2HPO4)

医用化学课件-ch3 缓冲溶液

医用化学课件-ch3 缓冲溶液

缓冲作用机制
• 以HAc-NaAc缓冲溶液为例（与酸作用）
由于同离子效应，达平衡时，HAc几乎完全以分子状态 存在，所以溶液中含有大量的HAc与Ac-，且为共轭酸碱对。
平衡向左移动
少量H+
• 以HAc-NaAc缓冲溶液为例（与碱作用）：
平衡向右移动
少量OH-
稀释时
(1)Ac-(共轭碱)为缓冲溶液的抗酸成分*。 (2)HAc(弱酸) 为缓冲溶液的抗碱成分*。
[B ] pH pKa lg [HB]
[HB] = c(HB) - b(H+)
[B-] = c(NaB)+ b(H+) [HB]≈c (HB) ，[B-]≈c (NaB) ＝c (B-)
pH
pK a
lg
cB cHB
pK a
lg
c(共 轭 碱 ) c(共 轭 酸 )
pH
pK a
lg
nB nHB
弱碱-共轭酸（B-BH+）：
0.10 mol·L-1 HAc — 0.10 mol·L-1 NaAc溶液
1. 缓冲溶液
缓冲作用：能抵抗外来少量强酸、强碱而保持其 pH值基本不变。
缓冲溶液：具有缓冲作用的溶液。
较浓的强酸、强碱也具有缓冲作用*，但 实际上很少作为缓冲溶液使用。
通常我们所说的缓冲溶液，一般是由足够 浓度的共轭酸碱对的两种物质组成。
影响缓冲容量的因素
[HB][B ] β 2.303
通过弱酸解离平衡的移动以达到消耗掉外来的少量强酸、强碱，或对 抗稍加稀释的作用，使溶液的H+离子或OH-离子浓度没有明显的变化， 因此缓冲溶液具有缓冲作用。
但缓冲溶液的缓冲作用不是无限的。

第三章 缓冲溶液

第三章 缓冲溶液

加少量酸： 2.加少量酸： Ac- + H+ → HAc , 平衡左移 + + (H ) [HAc]略↑ [Ac ]略↓ [H ]基本不变 NaAc – 抗酸成分 加少量碱： 加少量碱： H + OH →H2O , 平衡右移 + (OH ) [HAc]略↓ [Ac ]略↑ [H ]基本不变 HAc – 抗碱成分
cH PO
2 4
c HPO 2
4
0.10 ×10.0 = = 0.0909(mol L1 ) 10.0 + 1.0 0.20 ×1.0 = = 0.0182(mol L1 ) 10.0 + 1.0
0.0182 c共轭碱 8 pH = pK a + lg = lg 6.23 × 10 + lg = 6.51 c共轭酸 0.0909
下一内容
一、缓冲溶液的缓冲作用和组成
缓冲溶液：能够抵抗外来少量强酸、 缓冲溶液： 能够抵抗外来少量强酸 、强碱或稍加 (buffer solution) 稀释而保持 稀释而保持pH基本不变的溶液。 基本不变的溶液。 基本不变的溶液 缓冲作用： 缓冲溶液对强酸、 缓冲作用 ： 缓冲溶液对强酸 、 强碱或稀释的 (buffer action) 抵抗作用。 抵抗作用。
控制缓冲对的总浓度。 ⒉控制缓冲对的总浓度。 c总 = 0.05～0.2 molL-1 计算所需缓冲对物质的量。 ⒊计算所需缓冲对物质的量。 4.pH值校正。 4.pH值校正。 值校正
上一内容 下一内容
配制pH = 5.00 的缓冲溶液 100 ml ,应选择哪种 例 配制 缓冲对？如何配制？ 缓冲对？如何配制？ 解：选用0.10 molL-1 HAc - 0.10 molL-1 NaAc 选用 设需HAcχml，则NaAc为（100 -χ）ml ， 设需 为 ）

医用化学基础缓冲溶液

医用化学基础缓冲溶液

2. 缓冲溶液的类型
第一类 弱酸及其对应的盐
例如：
CH3COOH－CH3COONa H2CO3 － NaHCO3
酸性
碱性
抗碱成分 抗酸成分
第7页/共18页
二、缓冲溶液的组成和类型
第二类 弱碱及其对应的盐
例如： NH3·H2O － NH4Cl
碱性
酸性
抗酸成分 抗碱成分
第8页/共18页
三、缓冲作用原理
缓冲溶液在医学中的意义人体中常见体液的ph7357450915635685758076左右83846669744875735745ph735酸中毒ph745碱中毒待测溶液phph值ph变化nacl溶液加入2滴hcl溶液加入2滴naoh溶液探究实验基本不变chcoona混合溶液加入2滴hcl溶液加入naoh溶液减小增大缓冲作用能够对抗外来少量酸少量碱而保持溶液ph值基本不变的作用称为缓冲作用
OH _
CO2 + H2O H2CO3
H+ +HH+ CO3_
抗碱成分
第12页/共18页
抗酸成分
缓冲溶液在医学中的意义
•
在人体内各种酶只有在一定pH值范围的体液中才具有活性。在体外，
细胞的培养、组织切片和细菌的染色、血库中血液的冷藏和某些药物配制成
溶液，pH值也要保持恒定。碳酸氢盐缓冲系在血液中浓度最高，缓冲能力
最大，维持血液正常pH值的作用也最重要。
第13页/共18页
二、人体正常pH值的维持
人体血液的pH值为7.35～7.45。血 液的主要缓冲系统存在如下平衡。
CO2(溶解)+H2O ⇌H2CO3 ⇌H++HCO3-
当[H+]增加时，抗酸成分HCO3-与它结 合使上述平衡向左移动，使[H+]不发生明显 改变。当[H+]减少时，上述平衡向右移动， 使[H+]不发生明显改变。

第三章 缓冲溶液

第三章 缓冲溶液

加少量水:
2021年8月15日1时35分
[HAc]/ [Ac-] 基本不变
跳转到第一页
第二节 缓冲溶液 pH 值的计算
HA-A‾缓冲系： HA + H2O H3O+ + A‾
Ka
=
[H3O ][A- ] [HA]
[H3O
]
=
Ka
[HA] [A- ]
[A ] pH = pKa lg [HA]
共轭碱 共轭酸
2021年8月15日1时35分
跳转到第一页
例：将 0.10 mol·L-1盐酸溶液100ml与 0.10 mol·L-1氨水溶液400ml相混合，求混合后溶液
的pH值（已知NH3的 Kb= 1.76×10-5）。
=9.25+lg 30 =9.73
10
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练习：将 0.10 mol·L-1 NaOH溶液100ml与 0.10 mol·L-1HAc溶液400ml相混合，求混合后
一、缓冲溶液的组成及类型
（一）缓冲溶液的组成条件——共轭酸碱对
电离平衡
抗酸成分
抗碱成分
（二）缓冲溶液的组成类型
1、弱酸——共轭碱体系 抗碱成分 抗酸成分
2、弱碱——共轭酸体系
抗酸成分 抗碱成分
3、多元弱酸的酸式盐及其对应的次级盐
2021年8月15日1时35分
抗碱成分
抗酸成分
跳转到第一页
HAc—NaAc
跳转到第一页
二、影响缓冲容量的因素 1. 缓冲比一定时，c总越大，缓冲能力越强。 2. c总一定时，缓冲比= 1，缓冲能力最强。
三、缓冲范围
pKa－1 ＜ pH ＜ pKa＋ 1
2021年8月15日1时35分

3-3第三章-缓冲溶液.

3-3第三章-缓冲溶液.
2241012计算氨基酸水溶液中h浓度的近似式与计算nh10142241012446103nhcoohoh1561010nh为例它在水溶液中的质子传递平衡为则在甘氨酸的水溶液中1044610156mol10834所以phlg8341076081掌握酸碱理论2一元弱酸ph值的近似计算3二元弱酸ph值近似计算5003两性物质ph值的近似计算公式一缓冲溶液的组成和作用机制一缓冲溶液的组成和作用机制二缓冲溶液的二缓冲溶液的phph计算计算三缓冲容量和缓冲范围三缓冲容量和缓冲范围四缓冲溶液的配置四缓冲溶液的配置五缓冲溶液在医学上的意义五缓冲溶液在医学上的意义加001molhcl或加001molnaohph基本不变ph试纸检测加001molhclph加001molnaohph12ph12一升hacnaac混合液ph466一升纯水ph7定义
HPO42-的计算[H+]的最简式
H Ka2 Ka3
应用条件： cKa3>20Kw
c >20Ka2
例3-14 计算0.20mol·L-1NaH2PO4溶液的pH值。 已知H3PO4的pKa1=2.16，pKa2=7.21, pKa3=12.32
解： cKa2 >20Kw 且c >20Ka1
影响缓冲容量的因素
1.缓冲溶液的总浓度c总
2.与缓冲溶液的缓冲比有关
缓冲溶液的缓冲范围
pH=pKa－1
pH=pKa
pH=pKa＋1
缓冲容量减弱
缓冲容量减弱
β值极小
β(最大)
β值极小
cB 1 cA 10
cB 1 cA
cB 10 cA 1
pH=pKa±1 缓冲范围： pKa－1 < pH < pKa＋1
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思考题： 思考题：
判断正误： 判断正误： 0.1mol·L-1 HAc 与0.1mol·L-1 NaOH等体 等体 积混合后，该溶液缓冲容量最大。 积混合后，该溶液缓冲容量最大。
二、缓冲范围
缓冲比大于10:1或小于 或小于1:10，缓冲溶液失去缓冲能力 缓冲比大于 或小于 ， 缓冲范围： 缓冲范围：
100 mL HCl pH = 5.00
100 mL HAc ~ NaAc pH = 5.00
第一节 缓冲溶液及缓冲机制
一、缓冲溶液的缓冲作用和组成
缓冲溶液：能够抵抗外来少量强酸、 外来少量强酸 缓冲溶液：能够抵抗外来少量强酸、强碱或 稍加稀释而保持 基本不变的溶液 稍加稀释而保持pH基本不变 而保持 基本不变的溶液 缓冲作用：缓冲溶液对强酸、 缓冲作用：缓冲溶液对强酸、强碱或稀释的抵 抗作用
100mL HCl pH = 5.00
滴加1ml 1mol·L-1HCl 滴加
滴加1ml 1mol·L-1NaOH 滴加
滴加少量强酸、强碱后 变化很大 滴加少量强酸、强碱后pH变化很大
100mL 醋酸和醋酸钠溶液 pH=5.00
滴加1ml 1mol·L-1HCl 滴加
滴加1ml 1mol·L-1NaOH 滴加
−
缓冲比
Henderson-Hasselbalch方程式 方程式
公式的几种变形
[B− ] p = pKa + lg H [H ] B [B− ] c(B- ) p = pKa + lg H = pKa + lg [H ] B c(H ) B
[B− ] n(B- ) p = pKa + lg H = pKa + lg n(H ) B [H ] B
一、缓冲溶液的组成
缓冲溶液的组成一般分为三类： 缓冲溶液的组成一般分为三类： 1. 弱酸及其共轭碱组成的缓冲液 HAc – Ac-, HCN – CN-, H2CO3–HCO32. 弱碱及其共轭酸组成的缓冲液 NH3 – NH4+, CH3NH2 – CH3NH3+ … 甲胺-甲胺盐酸盐 甲胺 甲胺盐酸盐 3. 酸式盐及其共轭碱组成的缓冲液 H2PO4- – HPO42- , HCO3- – CO32- …
β=
def
dna(b) Vd H p
pH的微小改变量 的微小改变量
dn和V一定，|dpH|愈小，β愈大，缓冲能力越强 和 一定 一定， 愈小， 愈大 愈大， 愈小 |dpH|和V一定，dn愈大，β愈大，缓冲能力越强 和 一定 一定， 愈大 愈大， 愈大 愈大，
缓冲容量与缓冲溶液浓度的关系
[HB] [B-] c总＝[HB]+[B-]
若用同样浓度的弱酸和其共轭碱来配制缓冲溶液， 若用同样浓度的弱酸和其共轭碱来配制缓冲溶液， 同样浓度的弱酸和其共轭碱来配制缓冲溶液 可用下列公式
[B− ] V(B- ) p = pKa + lg H = pKa + lg [H ] B V(H ) B
结论： 结论：
[B− ] p = pKa + lg H [H ] B
B 最好
∵ pKNH4+ =14.00－4.75 = 9. 25 =14.00－
例题：柠檬酸（ 例题：柠檬酸（H3Cit）及盐是一种多质子酸缓冲 ） 体系，常用于培养基中。 体系，常用于培养基中。如在 0.200 mol·L-1 柠檬酸 500 ml 中，需加入 0.400 mol·L-1 的NaOH溶液多少毫 溶液多少毫 的缓冲溶液？ 升，才能配成 pH＝5.00 的缓冲溶液？ ＝ 已知H （已知 3Cit的pKa1=3.13，pKa2=4.76，pKa3=6.40） 的 ， ， ）
影响缓冲容量的因素
4.75
(1) 0.05 mol·L-1 HCl (2) 0.1mol·L-1 HAc+NaOH (3) 0.2mol·L-1 HAc+NaOH
(4) 0.05 mol·L-1KH2PO4+NaOH (5) 0.05 mol·L-1 H3BO3+NaOH (6) 0.02mol·L-1 NaOH
例题： 例题：
下列溶液β最大的是： 下列溶液 最大的是： 最大的是 A. 1L中含 中含0.06molHAc 与0.03molNaAc 中含 B. 1L中含 中含0.05molHAc 与0.04molNaAc 中含 C. 1L中含 中含0.02molHAc 与0.07molNaAc 中含 D. 1L中含 中含0.01molHAc 与0.08molNaAc 中含 c总都为 .09mol ·L-1， 再看缓冲比， 都为0 再看缓冲比， 哪个接近1:1， 哪个接近 ，所以选 B
例题： 例题：
“将NH3-NH4Cl缓冲溶液稀释一倍，溶液中的 将 缓冲溶液稀释一倍， 缓冲溶液稀释一倍 [OH- ]减少到原来的 减少到原来的1/2”，对吗？ 减少到原来的 ，对吗？ 答 ： 错！
思考题： 思考题：
判断正误： 判断正误： 0.1mol·L-1HAc 与0.1mol·L-1NaAc等体积 等体积 混合配制的缓冲溶液pH = 4.75，是酸性溶 混合配制的缓冲溶液 ， 所以只能抗碱不能抗酸。 液，所以只能抗碱不能抗酸。
例题
计算0.10mol·L-1NH3 50mL和0.20mol·L-1 NH4Cl 计算 和 30mL混合溶液的 。K(NH3)=1.79×10-5 混合溶液的pH。 混合溶液的 ×
KW −10 Ka = = 5.58×10 Kb
p = pK ]
[NH3 ]
= pKa + lg
pH＝pKa±1 ＝
第四节 缓冲溶液的配制
一、缓冲溶液的配制方法
1. 选择合适的缓冲系 pH在pKa±1范围内 在 范围内 pH接近 a 接近pK 接近 2. 生物医学中配制缓冲溶液的总浓度要适宜 0.05～0.2mol·L－1 ～ 3. 计算所需缓冲系各物质的量 4. 校正
例题： 例题：
已知: 的各级酸常数是pK 已知 H3PO4的各级酸常数是 a1=2.12, pKa2=7.21, pKa3=12.67。 。 欲配制pH = 7.40的缓冲溶液，应选择什么作 的缓冲溶液， 问：欲配制 的缓冲溶液 缓冲对？ 缓冲对？ =7.21最接近 最接近7.40 解: ∵ pKa2=7.21最接近7.40 的酸常数， 而Ka 2是H2PO4-的酸常数， 作共轭酸， ∴ H2PO4-作共轭酸， 则共轭碱就是HPO42则共轭碱就是 ∴应该选择H2PO4-–HPO42-作缓冲系 应该选择
缓冲溶液的pH取决于缓冲系中弱酸的 a， 缓冲溶液的 取决于缓冲系中弱酸的pK ， 取决于缓冲系中弱酸的 温度对其有影响 同一缓冲系的缓冲溶液， 随缓冲比的改 同一缓冲系的缓冲溶液，pH随缓冲比的改 变而改变 缓冲比等于1时 缓冲比等于 时，pH＝pKa ＝ 缓冲溶液在稍加稀释时， 基本不变 基本不变。 缓冲溶液在稍加稀释时，pH基本不变。只 有当稀释到一定程度（ 有当稀释到一定程度（溶液电离度和离子强 度发生较大变化），溶液pH 会发生变化。 ），溶液 会发生变化。 度发生较大变化），溶液
例题： 例题：
已知:pKa(HAc)=4.75, pKb(NH3)=4.75, pKa(H2PO4-)=7.21 已知 若配制pH= 9 的缓冲溶液，选择下面哪个缓冲系最好？ 的缓冲溶液，选择下面哪个缓冲系最好？ 若配制 A. HAc-NaAc B. NH3-NH4Cl C. NaH2PO4 -Na2HPO4
－ 解: 选择缓冲系为：H2Cit－-HCit2－ 选择缓冲系为：
溶液中 n(H3Cit) = 0.200×0.500 = 0.100mol × － = n (H2Cit－) + n (HCit2－)
n(HCit2− ) n(HCit 2− ) pH = pKa2 + lg → 5.00 = 4.76 + lg − n(H2Cit ) 0.1 − n(HCit 2− )
第三章
缓冲溶液
第一节 缓冲溶液及缓冲机制 第二节 缓冲溶液的 值 缓冲溶液的pH值 第三节 缓冲容量和缓冲范围 第四节 缓冲溶液的配制 第五节 血液中的缓冲系
教 学 要 求
掌握缓冲溶液的组成和缓冲机制 熟练进行缓冲溶液pH值的计算 熟练进行缓冲溶液 值的计算 熟悉缓冲容量的概念及其影响因素 熟悉缓冲溶液的配制 熟悉缓冲溶液在医学上的意义
n(HCit ) = 0.0635m ol
2-
n(H2Cit ) = 0.0365m ol
反应耗去NaOH的物质的量： 的物质的量： 反应耗去 的物质的量 n(NaOH)＝1×0.0365 + 2×0.0635 ＝ × × ＝0.1635 mol n(NaOH)=c(NaOH) ×V(NaOH) V(NaOH) = 0.1635/0.400 = 0.4088 L = 408.8mL
滴加少量强酸、强碱pH几乎不变 滴加少量强酸、强碱pH几乎不变
实 验 小 结
滴加1ml 1mol·L-1HCl 滴加 pH=2.00 滴加1ml 1mol · L-1NaOH 滴加 pH=12.00 滴加1ml 1mol·L-1HCl 滴加 pH=4.98 滴加1ml 1mol · L-1NaOH 滴加 pH=5.02
2.303[HB][B− ] = β= V dpH c总 dna(b)
缓冲容量随缓冲溶液[HB]、[B-]及c总的改变而改变 、 缓冲容量随缓冲溶液 及
− 缓冲容量随缓冲溶液pH改变而改变 缓冲容量随缓冲溶液 改变而改变 [B ] p = pKa +c H c lg B 总 × 总 [H ] β极大=2.303× 2 2 =0.576c总 c总
第三节
缓冲容量和缓冲范围
加入微小量的一元强酸 或一元强碱的物质的量
一、缓冲容量
衡量缓冲能力大小的尺度
定义：单位体积缓冲溶液的 改变1时，所需加 定义：单位体积缓冲溶液的pH改变 时 缓冲溶液的 改变 入一元强酸或一元强碱的物质的量 入一元强酸或一元强碱的物质的量 恒大于0 恒大于 mol·L-1·pH-1