第四章    缓冲溶液
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第四章 缓冲溶液. 第一节 缓冲溶液和缓冲作用原理 第二节 缓冲溶液的 pH 值 第三节 缓冲容量 第四节 缓冲溶液的配制 第五节 缓冲溶液在医学上的意义. § 1 缓冲溶液和缓冲作用原理. 缓冲作用:抵抗少量强酸、强碱或稀释的影响, pH 值不变。. 一、缓冲作用和缓冲溶液. 缓冲溶液 —— 具有缓冲作用的溶液。. 见表 4-1. 具有足够浓度的 共轭酸碱对 —— 缓冲对 。 如: HAc ~ Ac - 、 NH 4 + ~ NH 3. 酸 —— 抗碱成分 ;碱 —— 抗酸成分 。. 二、缓冲溶液的组成.

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第四章 缓冲溶液

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第四章 缓冲溶液

  • 第一节 缓冲溶液和缓冲作用原理

  • 第二节 缓冲溶液的pH值

  • 第三节 缓冲容量

  • 第四节 缓冲溶液的配制

  • 第五节 缓冲溶液在医学上的意义


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§1 缓冲溶液和缓冲作用原理

  • 缓冲作用:抵抗少量强酸、强碱或稀释的影响,pH值不变。

一、缓冲作用和缓冲溶液

  • 缓冲溶液——具有缓冲作用的溶液。

见表4-1


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具有足够浓度的共轭酸碱对——缓冲对。

如:HAc ~ Ac-、NH4+ ~ NH3

酸——抗碱成分;碱——抗酸成分。

二、缓冲溶液的组成

1)弱酸及其对应盐:HAc ~ NaAc

2)酸式盐及其次级盐:NaH2PO4 ~ Na2HPO4

3)弱碱及其对应盐:NH4Cl ~ NH3


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问题:1. H2CO3和Na2CO3能否组成缓冲对?

否。如H2CO3~ NaHCO3,NaHCO3 ~ Na2CO3均可。

2. 1mol·L-1NaOH和1mol·L-1HAc等体积混合,有否缓冲作用?

1mol·L-1NaOH和2mol·L-1HAc等体积混合,有否缓冲作用?

否。因全部生成NaAc。

有。HAc ~ NaAc组成缓冲对。


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以HAc~NaAc为例:

抗酸成分

抗碱成分

三、缓冲溶液的作用原理

加少量H+,平衡,使[H+],pH值几乎不变。

加少量OH-,平衡,补充减少的H+, pH值几乎不变。

加少量水,[H+] 、[Ac-] ,同离子效应 ,平衡 ,pH值几乎不变。


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§2 缓冲溶液的pH值

HB~NaB缓冲溶液

[共轭碱]

一、Henderson-Hasselbach方程式

[共轭酸]

近似计算公式


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  • 对不同缓冲对,会正确使用Ka。

如:NaH2PO4 ~ Na2HPO4,Ka 是H3PO4的K a2 。

NH3 ~NH4Cl,Ka是NH4+的离解常数。

  • 缓冲溶液的pH值取决于Ka及缓冲比

  • ([B-]/[HB])

加水稀释,缓冲比不变,pH也不变——抗稀释。

例4-2,4-3


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练习:取0.1mol·L-1H3PO450ml和0.1mol·L-1 NaOH 70ml混合,求溶液pH值。

(已知H3PO4的pKa1=2.12;pKa2=7.21;pKa3=12.67)

解:

NaH2PO4~Na2HPO4组成缓冲对

= 7.21 + lg 2/3 = 7.03


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  • pH值决定于缓冲系中共轭酸的Kaθ和缓冲比即[共轭碱]  [共轭酸]。

  • 同一缓冲系 ,pH值只决定于缓冲比 。[B-]  [HB]=1时,则pH = pKaθ。

  • 少量稀释,pH值不变;大量稀释,pH会变化。

二、影响缓冲溶液pH值的因素


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§3 缓冲容量

衡量缓冲能力大小的尺度。

一、缓冲容量

值愈大,溶液的缓冲能力愈大。


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  • 缓冲溶液的总浓度。

    C大,也大

  • 缓冲溶液的缓冲比。

    缓冲比为1,最大

二、影响缓冲容量的因素


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缓冲比大于10:1或小于1:10时,缓冲溶液已失去缓冲能力。

pH= pKaθ1 ——有效缓冲范围

三、缓冲范围

缓冲比1:1时,最大,pH = pKa。

不同缓冲系,pKa不同缓冲范围不同。

见表4-3


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§4 缓冲溶液的配制

条件:1. 配好的缓冲液符合预期pH值。

2. 要有较大的。

配制的原则和方法

原则:1. 选择合适缓冲系。

2. 适当总浓度,C在0.05~0.2mol·L-1。

3. 计算所需缓冲系的量。

4. pH计校正。


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练习:若配制pH为5.00缓冲液500ml,现有6mol·L-1的HAc34.0ml,问需加入NaAc·3H2O晶体多少克?如何配?如加入2mol·L-1NaOH溶液,需多少ml?

(需NaAc·3H2O晶体49.4g。

需NaOH溶液65.3ml。)


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§5 缓冲溶液在医学上的意义

血液pH=7.35 ~ 7.45,由多种缓冲对起作用。

其中 浓度最高,缓冲能力最大。

抗酸成分

抗碱成分


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正常血浆内,缓冲比为

碳酸缓冲系pH值计算公式:

6.1

酸中毒:pH < 7.35

碱中毒:pH > 7.45

正常血浆pH=7.4


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