【北京大学】《医用基础化学》第三章 电解质溶液
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第三章电解质溶液
(一)
【教学目标】
1. 掌握同离子效应和盐效应,酸碱的共轭关系
2. 熟悉酸碱的定义及酸碱反应的实质
3. 了解弱电解质的解离
【教学重点】
同离子效应,共轭酸碱的关系
【教学难点】
弱电解质的解离平衡的移动
【教学方法】
讲解,实验演示,讨论
【教学过程】
人体体液约含65%的水及多种电解质,如HCO3-,CO32-,H2PO4-,Na +,K+,Cl-等。
人体的许多生理现象和病理现象都与这些电解质离子的浓度,体液的酸度有关。
人体血液的pH值维持在7.35~7.45之间。
第一节弱电解质在溶液中的电离
电解质分为弱电解质和强电解质两类
强电解质:在水溶液中完全电离的化合物
弱电解质:在水溶液中只有部分电离的化合物
可以用解离度(α)定量表示弱电解质解离程度的大小: α=(已解离的分子数∕分子总数)×100%
一. 解离平衡和离解常数
HAc ++H
2O H 3O +
Ac - (简写为:HAc +Ac -
H +) k i =[ H +][ Ac -]/[ HAc]
注意:1. k i 反映解离能力的相对强弱,例表3-1
2.多元弱酸是分步解离的
二. 同离子效应和盐效应
1.
同离子效应 HAc +Ac -
H + NaAc=Na ++Ac - 平衡向左移动,解离度减小 定义:在弱电解质溶液中,加入与该弱电解质具有相同离子的易溶强电解质,导致弱电解质的解离度降低。
2.
盐效应
HAc +Ac -
H + NaCl= Na ++Cl - 平衡向右移动,解离度增大 讨论:两种效应的发生原因及其协同作用。
第二节 酸碱质子理论
一.酸碱的定义
酸:凡能给出质子(H +)的物质如:HAc ,NH 4+,H 2PO 4-,HCl 等
碱:凡能与质子(H+)结合的物质如:NH3,PO43-,H2PO4-,Cl-等酸和碱既可以是中性分子,也可以是阳离子或阴离子。
共轭酸碱关系:
特点:共轭酸比共轭碱多一个质子(H+)
两性物质:既能给出质子,又能结合质子的物质如:H2O,HCO3-,HPO42-
二.酸碱反应
反应的实质:质子的传递过程
评价:
1.本次课重点掌握同离子效应的概念,共轭酸碱的关系。
2.本次课的内容是学习缓冲溶液的基础。
第三节水溶液的酸碱性及pH值的计算
第四节缓冲溶液(一)
【教学目标】
1.掌握K w的意义,缓冲溶液的组成
2.熟悉Ka与Kb的关系,一元弱酸、弱碱的pH值的计算
3.了解溶液的酸碱性与pH值的关系和缓冲作用的原理
【教学重点】
水的离子积,缓冲溶液的组成
【教学难点】
溶液pH 值的计算
【教学方法】
讲解,多媒体,;练习,讨论
【教学过程】
第三节 水溶液的酸碱性及pH 值的计算
一.水的质子自递反应
Kw 不仅适用于纯水,也适用于稀溶液,把对立的酸和碱统一起来了
共轭酸碱对Ka 与Kb 的关系
+H 2
O +-A HA OH - K a =[H 3O +][A -]
[HA] =
[A -][HA]K b [OH -]
+H 2O H 3O ++-A HA
K a ·K b =K w
三.一元弱酸、弱碱溶液pH 值的计算
1.强酸、强碱的pH 值的计算
2.弱酸、弱碱的【H +】和pH 值的计算
第四节 缓冲溶液(一)
一.缓冲溶液的组成及缓冲作用
(一)缓冲作用及缓冲溶液的概念
结果:HAc和NaAc的混合液能对抗外加少量的强酸或强碱的影响
结论:溶液具有抵抗外加的少量强酸、强碱或适当稀释的影响,保持pH值几乎不变的作用,称为缓冲作用;具有缓冲作
用的溶液称为缓冲溶液。
(二)缓冲溶液的组成
条件:①缓冲溶液含有两种成分:即抗酸成分和抗碱成分,组成缓冲对
②抗酸成分和抗碱成分是一种共轭酸碱对
第四节缓冲溶液(二)
【教学目标】
1. 掌握影响缓冲溶液容量的因素和缓冲溶液的配制
2. 熟悉缓冲溶液的pH值计算
3. 了解缓冲溶液在医学上的意义
【教学重点】
缓冲溶液的配制
【教学难点】
缓冲溶液的pH值计算
【教学方法】
讲解,练习,讨论
【教学过程】
二.缓冲溶液的pH值计算
1.缓冲溶液pH值的计算公式推导
HA+H2O=H3O++A-
K a=[H3O+][ A-]/[HA]
[H3O+]= K a·[HA]/ [ A-]
pH=p K a+㏒[ A-]/[HA]
式子中[ A-]/[HA]称为缓冲比:[ A-]=C b;[HA]=Ca
故有:pH=p K a+㏒C b / Ca
2.公式意义:
(1)缓冲溶液pH值主要取决于共轭酸碱对中弱酸的K a值,其次取决于缓冲比
(2)对于同一缓冲对的缓冲溶液,其pH值取决于缓冲比,当缓冲比
为1:1时,pH=p K a
(3)适当稀释缓冲溶液时,缓冲比不变,则pH值也不变
3.公式的应用
P 16 例子3-4,3-5,3-6
三.缓冲容量与缓冲溶液的配制
(一)缓冲容量
1.概念
β=n/v|ΔpH| (单位:mo l·L-1·pH-1)
2. 影响因素:
(1)总浓度
总浓度越大,抗酸抗碱成分越多,缓冲容量也就越大
(2)缓冲比
当缓冲比为1:1时,缓冲容量最大,pH=p K a
缓冲溶液的缓冲范围:,pH=p K a±1
(二)缓冲溶液的配制
1.配制原则和步骤
(1)选择适当的缓冲对,使得缓冲对中弱酸的,p K a值尽可能接近实际要求的
pH值。
从而使得缓冲溶液的缓冲比接近1:1,所配制的溶液在缓冲
范围内具有较大的缓冲容量
(2)要有适当的总浓度,一般控制在0.05~0.20 mo l·L-1
2.溶液的配制
为了方便,在实际中常常用相同浓度的弱酸和共轭碱按一定体积比来
混合,其原理pH=p K a+㏒V b / Va
3. 举例
P18 ,3-8,3-9
四.缓冲溶液在医学中的意义
(一)血液中的主要缓冲对
其中,缓冲能力最大,起重要作用的是H2CO3-Na2CO3
(二)酸碱中毒的原因及解释
评价
1.缓冲溶液的pH值计算是难点,关键要理解公式中各项的物理意义2.缓冲溶液的配制是重点,关键是选择缓冲对
3.要识记血液中的三大缓冲对。