第三章缓冲溶液.
医用化学课本习题答案
习 题 解 答第一章 溶 液1. 温度、压力如何影响气体在水中的溶解度？2. 何谓亨利定律？何谓气体吸收系数？3. 亨利定律适应的范围是什么？4． 20℃，10.00mL 饱和NaCl 溶液的质量为12.003g ，将其蒸干后，得到NaCl3.173g 。
求：（1）质量摩尔浓度；（2）物质的量浓度。
解：NaCl 的相对分子量为：58.5NaCl 的物质的量为：mol M m n B 05424.05.58173.3===（1） NaCl 的溶解度：)100/gNaCl (93.35100173.3003.12173.3水g =⨯-（2） 质量摩尔浓度：).(143.61000/)173.3003.12(5.58/173.31-=-==kg mol W n m B B （3） 物质的量浓度：).(424.51000/105.58/173.31-==L mol V n c B B 5. 将8.4g NaHCO 3溶于水配成1000mL 溶液，计算该物质的量浓度。
解：NaHCO 3相对分子量为：84 NaHCO 3的物质的量为：mol M m n B 1.0844.8===NaHCO 3的物质的量浓度：).(1.01000/10001.01-===L mol V n c B B 6. 欲配制10.5mol ·L -1 H 2SO 4 500mL ，需质量分数为0.98的H 2SO 4（密度为1.84）多少毫升？解：H 2SO 4的相对分子量为：98所需的H 2SO 4的物质的量为：mol V c n B B 25.51000/5005.10=⨯=⨯=设所需的0.98的H 2SO 4V （ml ），则H 2SO 4溶液的质量为V ×1.84（g ），所以含有的纯H 2SO 4为V ×1.84×0.98（g ）。
25.59898.084.1=⨯⨯==V M m n B V ＝285.3ml7. 某病人需要补充钠（Na +）5g ，应补给生理盐水（0.154mol ·L -1）多少毫升？ 解：设需要生理盐水Vml ，则含有NaCl 的物质的量为：V ×0.154/1000（mol ），所以含有的Na ＋的物质的量为：V ×0.154/1000（mol ）。
缓冲溶液
2 9 1000 50 1000
58.5 2
180 2
154 139 293mmol.L1
是等渗溶液，渗透压为：
2938.314 (273 37) 103 755kPa
23:48
• P5：3、此渗析液的渗透浓度为 110 950 2 350 2 10 2 10 3 1.7 1000 3 71 40 2805.6mmol.L1 是高渗溶液。
23:48
• P22：5
c(OH ) 0.0051.8105 3.0 104 mol.L1
Q (3.0 104 )2 0.01510 9.01011 15
Q Ksp
•
有沉淀产生！
23:48
• P22：6 • P22：7
H2S 2H S 2
0.01 (1 0.042) c(H ) 0.01 0.042 4.2 104 mol.L1
• P22：4
c(OH ) 1.79 105 0.2 1.89 103 mol.L1 POH 3 lg1.89 2.72 PH 14 2.72 11.28
0.0110 0.0110
4.74
• 加入少量盐酸，缓冲溶液pH改变很小。
23:48
• 例3-2：
若在90ml的纯水中加入10ml的0.010mol.L1HCl, 溶液的PH为多少?
解: PH=3
23:48
3.3缓冲容量与缓冲溶液的配制 3.3.1缓冲容量
• 缓冲能力的强弱，可用缓冲容量β表示。
血液中存在一系列缓冲系： 血浆中： H2CO3--NaHCO3 ， Na2HPO4-NaH2PO4等 红细胞中：KHb-HHb（血红蛋白）， KHbO2－HHbO2, KHCO3-H2CO3等． 即：血液中最主要缓冲对是： H2CO3--HCO3-
酸碱滴定法名词解释1酸碱滴定法2酸碱质子理论1
第三章酸碱滴定法一、名词解释1、酸碱滴定法：2、酸碱质子理论：1、质子条件：2、两性物质：3、缓冲溶液：4、酸碱指示剂：5、缓冲容量：6、混合指示剂：7、滴定突跃：10、共轭酸碱对：二、填空1、酸碱滴定曲线是以_______变化为特征的，滴定时酸碱的浓度越__，滴定突跃范围越____酸碱的强度越____则滴定的突跃范围越____。
2、甲基橙指示剂变色范围是PH=_________，酚酞的变色范围PH=___________，碘遇淀粉呈____色是碘的特性反应.。
3、有三种溶液：⑴食盐水、⑵稀硫酸、⑶石灰水、按PH值由大到小顺序排列：_________________。
4、将少量固态醋酸钠加入醋酸溶液中，醋酸溶液的PH值_________。
5、混合指示剂颜色变化是否明显，与两者的___________有关。
6、1.0×10-4 mol/LH3PO4溶液的PH值为______。
（已知Ka=5.8×10-10）7、大多数酸碱指示剂的变色范围是_________PH单位。
8、指示剂的颜色变化起因于溶液的PH值的变化，由于PH的变化，引起指示剂____________的改变，因而显示出不同的颜色。
9、在酸滴定碱时，常用甲基橙作指示剂，滴定终点由____色变为_____色。
10、若用HCl滴定NaOH溶液，滴定的突约范围是从PH=7.70—4.30，可选择__________和_______作指示剂。
11、所谓缓冲溶液，是一种能对溶液的酸度起____________作用的溶液。
12、生石灰溶于水，其溶液呈_______性，13、酸碱反应是两个_______________共同作用的结果。
14、强碱滴定弱酸，通常以____________作为判断弱酸能否准确进行滴定的界限。
15、酸性缓冲溶液是由_______________盐组成。
16、用强碱滴定强酸时，采用酚酞作指示剂，终点变为_____色。
3第三章缓冲溶液
第一节 缓冲作用 第二节 缓冲溶液的pH值 第三节 缓冲容量
引言
生物体液都有各自相对稳定的pH值。比如血液 pH=7.35～7.45，超过此范围，就会引起酸中毒 或碱中毒。而生物体自身代谢一些酸碱物质， 如柠檬酸、乳酸等，体外也要引入酸碱物质， 但体液pH值并不以这些酸碱性物质的摄入而改 变－－体液的缓冲作用。
第三节 缓冲容量（buffer capacity）
一、缓冲容量（β）的定义
使单位体积（1升或1毫升）缓冲溶液的pH值改变1
个pH单位时，所需外加一元强酸或一元强碱的物
质的量(mol)。
OH-
HB HB
pH
db da
dpH dpH H+
pH
HB HB
缓冲容量是溶液的一个状态参数，当溶液的状 态发生变化时，缓冲容量也发生变化。
同理，当体内碱性物质增多并进入血浆时，平
衡正向移动，H2CO3浓度降低，而HCO3-浓度增 大，此时则由肺部控制对CO2的呼出，以及由肾 脏加速对HCO3-的排泄，保持血浆的pH 恒定。
Henderson-Hasselbalch方程的意义
提供了计算缓冲溶液pH值的工具。
计算时注意： 式中Ka为缓冲系中共轭酸的酸常数。 [B-]、[HB]是平衡浓度，但因CHB、CB-都较大， B-对HB的同离子效应，使CHB ≈[HB]， CB-≈[B-]， 具体计算时平衡浓度可近似用配制浓度代替。
缓冲溶液有限稀释时， Ka与缓冲比均不变，pH不变，即 缓冲溶液也有抗稀释的作用。
对溶液稀释过程pH变化的控制
pH pH
7
6
a)
HCl
5
4
第三章 缓冲溶液
β=
def
dna( b ) V dpH
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-]
缓冲比
Henderson-Hasselbalch方程式 方程式
公式的几种变形
[B − ] pH = pK a + lg [HB ] [B − ] c (B - ) pH = pK a + lg = pK a + lg [HB ] c ( HB )
[B − ] n(B - ) pH = pK a + lg = pK a + lg n( HB ) [HB ]
−
思考题： 思考题：
缓冲溶液既可以用共轭酸碱对混合配制 而成， 而成，也可用在某种弱酸中加入 NaOH 或 配制而成。 在某种弱碱中加入 HCl 配制而成。 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 ，若溶液体积不变， 随着NaOH的不断加入，该缓冲溶液的 的不断加入， 少？随着 的不断加入 总浓度将如何变化？ 总浓度将如何变化？
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
酸碱和缓冲溶液资料
平衡常数表达式为：
K = [H3O+ ]•[OH ] [H2O] •[H2O]
∴KW = [H3O+ ]•[OH- ]
水的离子积： Kw称为水的质子自递平衡常数，
也叫水的离子积。与温度有关，温度 升高Kw增大。
25℃时的纯水中为1.00×10-14，且有
[H3O+] = [OH-] = Kw
＝1.00×10-7 （mol·L-1) 水的离子积的关系也适用于所有的 水溶液：
NH3
+ H+
HCO3- + H+
CO32- + H+
H2O
+ H+
OH- + H+
HPO42- + H+ [Al(OH)(H2O)5]2+ ＋H+
共轭碱
由上述关系可知：
(1)、酸越强，共轭碱越弱，酸越弱共轭碱越强。 如：HCl、HAc
(2)、酸和碱可以是分子、阳离子或阴离子。 (3)、酸和碱具有相对性。在某个共轭体系中是酸，而
溶液中的H3O+ 来自于HA 和 H2O 的解离，由H2O解离的H3O+离子浓度等 于[OH－]，由HA的H3O+离子浓度等于 [A－]，即：
[H3O+ ] = [A－] + [OH－]
在一元弱酸HA的水溶液中存在的质 子传递平衡有：
HA
H+ + A－
[Η+ ][A- ] Ka = [HA]
H2O
意义：Ka是溶液中酸强度的量度，在 一定温度下，其值一定。它的大小表 示酸的强弱。Ka值愈大，酸性愈强。 反之亦然。
碱的解离常数： 符号：Kb 意义：Kb是溶液中碱强度的量度，在 一定温度下，其值一定。它的大小表 示碱的强弱。Kb值愈大，碱性愈强。 反之亦然。
3-3第三章-缓冲溶液.
pH 4.75 lg 0.101 4.75 0.009 4.76 0.099
pH 4.76 4.75 0.01 b 0.001mol L1 β b 0.001 0.1 pH 0.01
pH = 12
一升HAc+NaAc 混合液
加0.01mol HCl 或加0.01mol NaOH pH基本不变（pH试纸检测）
缓冲溶液的组成和作用机制
定义：由弱酸及其共轭碱所组成的具有抵抗少量 酸、碱或稀释而保持 pH 值基本不变的混合液， 称为缓冲溶液。
缓冲溶液的这种抗酸、抗碱、抗稀释的作用称 为缓冲作用。
符合近似公式计算条件，可按近似公式（3.17）计算
[H] Ka1 Ka2
或
1
1
pH 2 (pKa1 pKa2 ) 2 (2.16 7.21) 4.68
由弱酸和弱碱组成的两性物质溶液
以NH4Ac为例,它在水中发生下列质子传递平衡
NH4+ + H2O
NH3 + H3O+
Ac- + H2O
第五节 缓 冲 溶 液
一、缓冲溶液的组成和作用机制 二、缓冲溶液的PH计算 三、缓冲容量和缓冲范围 四、缓冲溶液的配置 五、缓冲溶液在医学上的意义
对比实验：
pH=7
pH=4.66
一升纯水
加0.01mol HCl，pH = 2
pH = 7
pH = 2
加0.01molNaOH，pH=12
pH = 7
两性物质溶液
(一) 两性阴离子溶液
3.缓冲溶液
第三章缓冲溶液第一节缓冲溶液及缓冲机制一、缓冲溶液及其组成缓冲溶液（buffer solution）：能抵抗外来少量强酸、强碱或稍加稀释，而保持其pH值基本不变的溶液。
例如：HAc-NaAc、NH3-NH4Cl、NaH2PO4-Na2HPO4。
往这些溶液中加入少量强酸、强碱或稍加稀释它们的pH值能保持基本不变。
缓冲作用（buffer action）：缓冲溶液对强酸、强碱或稀释的抵抗作用。
组成：我们通常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的。
例如：HAc-NaAc、NH3-NH4Cl、NaH2PO4-Na2HPO4等。
即：共轭酸+ 共轭碱---------共轭酸碱对即为缓冲系或缓冲对。
类型:1. 弱酸（过量）+ 强碱=弱酸共轭碱。
如：HAc（过量）+ NaOH=（HAc–NaAc）2. 弱碱共轭酸如：（NH3·H2O–NH4Cl）3. 多元酸的酸式盐+ 共轭碱如：NaH2PO4-Na2HPO44. 强酸+弱酸的共轭碱（过量）构成缓冲溶液的条件：①共轭酸碱对并存于溶液中；②浓度足够大，体积（量）足够多。
二．缓冲机制以HAc-NaAc缓冲系为例来说明缓冲溶液的缓冲机制HAc+H2O H3O+ + Ac-NaAc Na+ + Ac-1.当在该溶液中加入少量强酸时，H++Ac-HAc, 消耗掉外来的H+离子, 溶液的pH值基本保持不变。
2.当溶液中加入少量强碱时，OH-+H3O+2H2O, 消耗掉外来的OH-离子，pH值基本保持不变。
第二节缓冲溶液pH值一.缓冲溶液pH的计算公式以HB-NaB缓冲系为例来说明HB-NaB缓冲系存在此平衡HB +H2O H3O++B-NaB Na+ + B-有[H3O+]＝K a×等式两边各取负对数，则得pH＝p K a+lg＝p K a+lg(Henderson—Hasselbalch方程式)注：p K a为弱酸解离常数的负对数，[HB]和[B-]均为平衡浓度。
第三章 缓冲溶液
第一节缓冲溶液及缓冲机制一、缓冲溶液的组成在100 mL pH = 5.00的HCl溶液中分别加入1mL1 mol⋅L-1的HCl（强酸）溶液或1mL1 mol⋅L-1的NaOH（强碱）溶液后，HCl溶液的pH发生了显著变化，加酸后pH = 2.00，而加碱后pH = 12.00。
但在100 mL浓度均为1mol⋅L-1 HAc和NaAc pH = 5.00混合溶液中，加入同样数量的强酸和强碱，pH改变却很小，加酸后pH = 4.98，而加碱后pH = 5.02。
如用水稍加稀释时，HAc和NaAc混合溶液的pH改变的幅度也很小。
这说明HAc和NaAc这种由弱酸及其共轭碱组成的混合溶液有抵抗外来少量强酸、强碱或稍加稀释而保持pH基本不变的能力，我们把这种溶液称为缓冲溶液(buffer solution)。
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)。
常用的缓冲溶液是由足够浓度的共轭酸碱对的两种物质组成的。
例如：HAc －NaAc、NH3-NH4Cl、NaH2PO4-Na2HPO4等。
组成缓冲溶液的共轭酸碱对被称为缓冲系(buffer system)或缓冲对(buffer pair)。
一些常见的缓冲系列在表3-1中。
表3-1 常见的缓冲系缓冲系质子转移平衡pK a(25︒C) HAc-NaAc HAc +H2O Ac-+ H3O+ 4.76H2CO3-NaHCO3H2CO3 +H2O HCO3-+ H3O+ 6.35H2C8H4O4- KHC8H4O4* H2C8H4O4 +H2O HC8H4O4-+ H3O+ 2.89Tris⋅HCl-Tris** Tris⋅H+ +H2O Tris + H3O+8.08 NH4Cl-NH3NH4+ +H2O NH3+ H3O+9.25CH3NH3+Cl--CH3NH3+ +H2O CH3NH2+ H3O+10.63 CH3NH2***H3PO4-NaH2PO4H3PO4 +H2O H2PO4-+ H3O+ 2.16NaH2PO4-Na2HPO4H2PO4- +H2O HPO42-+ H3O+7.21Na2HPO4-Na3PO4HPO42- +H2O PO43-+ H3O+12.32* 邻苯二甲酸-邻苯二甲酸氢钾**三(羟甲基)甲胺盐酸盐-三(羟甲基)甲胺***甲胺盐-甲胺二、缓冲机制现以浓度均为0.10 mol⋅L-1的HAc和NaAc缓冲系为例来说明缓冲溶液的缓冲机制。
【北京大学】《基础化学》第三章 缓冲溶液--比赛课件
§3.3 缓冲容量
衡量缓冲溶液缓冲能力的尺度。
使单位体积的缓冲溶液的pH值改变1个单位
时，所需加入一元强酸或一元强碱的物质的
量。符号β。
β n pH
[HB][B ] β 2.303
c
（c=[HB]+[B-]）
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《基础化学》
影响缓冲容量的因素
β 2.303 [HB][B ] c
当缓冲比（[B-]/[HB]）一定时，缓冲溶浓的 总浓度越大，缓冲容量越大。
选择适当的缓冲系 共轭酸的pKa值约等于需控制的pH值
缓冲溶液要有足够的总浓度 c≈0.05~0.2 mol·L-1
北京大学
《基础化学》
例1、欲配制pH=9.0的缓冲溶液，应选用下 列何种弱酸或弱碱和它们的共轭碱或共轭酸 来配制。
A. NH3·H2O（Kb=1×10-5） B. HAc（Ka=1.8×10-5） C. HCOOH（Ka=1×10-4） D. HNO2（Ka=6×10-1）
△pH：-0.09
能够抵制外加少量酸、碱或稀释，而保持溶 液的pH值不发生明显改变的作用，叫缓冲作 用。具有缓冲作用的溶液叫缓冲溶液。
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《基础化学》
一、缓冲溶液的组成
抗酸成分（共轭碱） 抗碱成分（共轭酸） 缓冲系或缓冲对
三种类型： 弱酸及其对应的盐
(HAc-NaAc、H2CO3-NaHCO3) 弱碱及其对应的盐
《基础化学》
第三章 缓冲溶液
Buffer Solution
§3.1 缓冲作用 §3.2 缓冲溶液的pH值 §3.3 缓冲容量
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《基础化学》
§3.1 缓冲作用
lL 纯水
lL
pH7.0
基础化学第三章酸碱平衡、缓冲溶液习题答案
基础化学第三章习题答案1、下列说法是否正确，为什么？(1)将氢氧化钠溶液和氨水分别稀释l 倍，则两溶液中的[OH]－都减小到原来的1/2。
答：错误。
原因：氨水为一元弱碱，其[OH -]=c k b (2)中和等体积的0.10mol·L -1盐酸和0.10mol·L -1醋酸，所需0.l0mol·L -1NaOH 溶液的体积不同。
答：错误。
原因：n HCl =n HAc 故所需NaOH 的摩尔数应相同，体积相同。
2、某溶液含AlCl 3 0.050mol·L -1和Na 2HPO 4 0.020mol·L -1，求此溶液的离子强度。
解：I =1/2∑CiZi 2=1/2[0.050× (+3)2+3×0.050× (-1)2+2×0.020× (+1)2+0.020× (-2)2]=0.36 (mol·L -1)3、乳酸HC 3H 5O 3是糖酵解的最终产物，在体内积蓄会引起机体疲劳和酸中毒，已知乳酸的K a θ=1.4×10-4，试计算浓度为1.0×10-3mol·L -1乳酸溶液的pH 。
解：234 20 , / 500 , 31%1 [] 1.01031% 3.110/ 3.51a a w a a a K c K c k c k H c mol L pH αααα+--⋅〉〈==-==⨯⨯=⨯=按近似式计算4、 要使H 2S 饱和溶液中的[S 2-]加大，应加入碱还是加入酸？为什么？答：应加入碱。
原因：H 2SHS -+H + HS-S 2- + H + 要使[S 2-]增加，应减小[H +]，使平衡右移，故应加碱。
5、在稀氨水中加入l 滴酚酞指示剂，溶液显红色，如果向其中加入少量晶体NH 4Ac ，则颜色变浅(或消退)，为什么？答：稀氨水中加入少量晶体NH 4Ac ，会产生同离子效应，氨水解离度减小，颜色变浅（或消退）。
第三章习题参考答案
第三章 缓冲溶液习题参考答案1. 在1L 1.0×10-5mol ·L -1 NaOH 溶液中，加入0.001molNaOH 或HCl ，溶液的pH 怎样改变？解：ΔpH 1≈11-9=2；ΔpH 2≈3-9=-62. 设有下列三种由乳酸和乳酸钠组成的缓冲溶液，分别计算它们的pH 值（25℃时乳酸的K a = 1.4×10-4）。
（1）1L 溶液中含有0.1mol 乳酸和0.1mol 乳酸钠。
（2）1L 溶液中含0.1mol 乳酸和0.01mol 乳酸钠。
（3）1L 溶液中含0.01mol 乳酸和0.1mol 乳酸钠。
解：（1）85.31.01.0lg )104.1lg(lg p [HB]][B lg p pH 4HB B a a =+⨯-=+=+=--n n K K （2）85.21.001.0lg )104.1lg(lg [HB]][B lg p pH 4HB B a a =+⨯-=+=+=--n n pK K （3）85.401.01.0lg )104.1lg(lg [HB]][B lg p pH 4HB B a a =+⨯-=+=+=--n n pK K 3. 正常血浆中具有H 2PO 4-－HPO 42-缓冲系，H 2PO 4-的p K a2 = 6.8（校正后），已知正常血浆中[HPO 42-]/[H 2PO 4-]为4/1，试求血浆的pH 值；尿中[HPO 42-]/[H 2PO 4-]为1/9，试求尿的pH 值。
解：血浆的pH 值：40.714lg 8.6[HB]][B lg p pH a =+=+=-K 尿液的pH 值：84.591lg 8.6[HB]][B lg p pH a =+=+=-K 4. 将0.15mol ·L -1 NaOH 溶液0.1mL 加于10mL pH 值为4.74的缓冲溶液中，溶液的pH 值变为4.79，试求此缓冲溶液的缓冲容量。
5缓冲溶液
pH
pKa
lg
c(B ) c(HB)
6
二、缓冲溶液pH值的计算
Henderson-Hasselbalch方程式
pH
pKa
lg
c(B- ) c(HB)
或
pH
pKa
lg
n(B- ) n(HB)
7
例 ： 0.080mol·L-1HAc 和 0.20mol·L-1NaAc 等 体 积 混 合 成
1L缓冲溶液。①求此溶液的pH值？ ②分别计算加入0.010molHCl、0.010molNaOH、100ml水
NaAc NH3·H2O HPO42-
抗碱成分
缓冲对(缓冲系)
抗酸成分
5
二、缓冲溶液pH值的计算
HB NaB
H+ + B‾ Na+ + B‾
[H
]
Ka
[HB] [B- ]
由于同离子效应，弱酸的离解度更小，平衡时可近 似处理，[HB]≈c(HB)，[B-]≈c(B-)，则
[H
]
Ka
c(HB) c(B )
内容
❖ 缓冲溶液的组成及作用机制 ❖ 缓冲溶液pH值的计算 ❖ 缓冲容量 ❖ 缓冲溶液的配制
1
实验现象
pH pH
7
6 a) HCl
7
6 b) NaAc-HAc
5
5
4
4
3
3
2
2
1
1
0
0
0
10 20 30 40 50
0 10 20 30 40 50
mL of Water
mL of Water
加水稀释对不同体系pH值的影响
后，此缓冲溶液pH的改变值。
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
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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-第3章 缓冲溶液
确定总浓度（以Tris· HCl-Tris为例）： 根据要求具备中等缓冲能力，并且要使计算量尽可能 小，可以选用0.1 mol· L-1的Tris· HCl和0.1 mol· L-1的Tris 溶液配制
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则
即将173 mL 0.1mol· L-1的Tris和827 mL 0.1 mol· L-1的Tris · HCl 溶液混合配制混合就可配制1 L pH=7.40的缓冲溶液；最后在 酸度计的监测下校正pH。
θ b
c碱 c共轭酸
(2)10.25
6
二、 缓冲pH范围
缓冲对的有效缓冲范围为：
pH =pKa±1 或 pOH =pKb±1
缓冲容量：
7
练习
血液中（ H2CO3—NaHCO3 ）缓冲对的功能之一是从细胞 组织中迅速地除去运动以后产生的乳酸（ HLac ），已知： Ka(HLac)=8.410-4, Ka1(H2CO3)=4.310-7, Ka2(H2CO3)=5.610-11, (1)计算HLac + HCO3- =H2CO3 + Lac- -的平衡常数。 (2)正常血液的pH=7.4，分析血液中H2CO3主要的存 在形态。 (3)若血液中碳酸的总浓度为2.8 10-2 mol∙L-1，计算血 液中c(H2CO3)和c(HCO3-)
28
加入固体NaOH mg：
0.070mol L-1 0.50L
4.90 = 4.76 + lg
mg 40g mol -1 mg -1 0.130mol L 0.50L 40g mol -1
解得：m = 0.92
在pH=4.90的缓冲溶液中： [HAc] = 0.130 mol· L-10.92g -1 4sp ) n(Asp ) pH pK a lg 3.50 lg 2.95 n(HAsp) n(HAsp)
缓冲溶液配制大全
生物化学实验溶液配制手册序言目录收集各种实验体系用到的缓冲溶液：结构式，理化性质，配制方法第一章免疫学实验常用溶液配制（ELISA、荧光免疫、试纸条等用到的缓冲溶液）第二章分子生物学实常用溶液配制（PCR，基因表达，文库构建等）2.1植物、动物、微生物基因组DNA、RNA的提取与鉴定2.2PCR扩增2.3电泳缓冲液、染料和凝胶加样液2.4分子杂交技术2.5限制性内切酶消化2.6分子克隆全过程第三章细胞生物学实验常用溶液配制第4章生化实验常用溶液配制第5章其他常用溶液配制（抗体保存溶液、培养基配制、菌株保藏、）2.1植物、动物、微生物基因组DNA、RNA的提取与鉴定20×SSCSSC缓冲液主要由氯化钠、柠檬酸钠组成，主要用于RNA杂交(如Northern印迹)、(如Sorthern印迹)等核酸杂交。
Leagene SSC缓冲液(20×,pH7.0)其pH值为7.0主要用于核酸杂交，不同浓度作用不同：常用2×，及0.5×·SSC缓冲液中的盐离子（Na ）中和RNA/DNA主链上的负电荷，使其呈电中性，这样可以使探针和把序列的结合比较容易进行。
·2×SSC：高盐洗膜，洗去部分非特异性结合的探针。
·0.5×SSC：低盐洗膜，增加核酸链的严紧性，使得RNA/DNA 之间的排斥力增加。
组份浓度 3.0 M NaCl，0.3 M Na3citrate·2H2O(柠檬酸钠)配制量 1 L配制方法 1.2.3滴加14 N HCl，调节pH值至7.0后，加去离子水将溶液定容至1 L。
4.高温高压灭菌后，室温保存。
20×SSPE Buffer基本信息英文别名：(Ethylenedinitrilo)tetraacetic acid,Edathamil【线性分子式】：(HO2CCH2)2NCH2CH2N(CH2CO2H)2【分子式】：C10H16N2O8【分子量】：292.248（注：EDTA二钠为372.2）。
第三章缓冲溶液
溶液的pH改变很小。若用少量纯水稀释,亦有类似现象, 即溶液的pH保持基本不变。
结论：HAc-NaAc的混合溶液具有抵抗外来少 量强酸、强碱或 稍加稀释而保持溶液pH基本
不变的能力。
缓冲溶液(buffer solution): 能抵抗外来少量强酸、强碱或稍加稀释，而 保持其pH值基本不变的溶液。
缓冲作用(buffer action)：
c(B ) [B ] pK a lg pH pK a lg c( HB ) [HB]
* * *
c(共轭碱 ) pK a lg c(共轭酸)
(3.2)
若缓冲溶液的体积以V 表示，则
n(B ) c(B ) V
n( HB ) c(HB ) V
n(B ) 式(3.2)可改写为: pH pK a lg n( HB ) [B - ] c(B ) n(B ) 缓冲比： [HB] c( HB ) n( HB )
分析：β＝2.303×[B-][HB]/c总 c总 ＝[B-]+[HB]
[B ] [B ] pH pK a lg 4.45 4.76 lg [HB] [HB]
[B ] lg 0.31 1.69 [HB]
[B ] 0.50 [HB]
[B-]＝0.033 mol· -1 L
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)。
HAc-NaAc ； NH3-NH4Cl
一些常见的缓冲系列在表3-1中（P55）
二、缓冲机制* 以HAc-NaAc缓冲系为例: 大量 HAc + H2O H3O+ + Ac-
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第三章 缓冲溶液
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当溶液稀释时，由于共轭酸碱的浓度之 比没有变化，缓冲溶液的pH值基本保持 不变。
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第三章 缓冲溶液
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第二节 缓冲溶液的pH值
一、缓冲溶液pH值的计算公式
以HB代表弱酸，NaB代表其弱酸盐，两者组成 缓冲溶液。溶液中HB和H2O建立质子传递平衡
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第三章 缓冲溶液
返25回
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第三章 缓冲溶液
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配成 pH＝5.00 的缓冲溶液？（已知H3Cit的pKa1=3.13， pKa2=4.76，pKa3=6.40）
选择缓冲系为：H2Cit－-HCit2－ 溶液中n(H3Cit)=0.200×0.500=0.100mol
=n(H2Cit－)+n(HCit2－)
n(HCit 2 )
n(HCit 2 )
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第三章 缓冲溶液
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[HB]和[B-]均为平衡浓度 [B-]与[HB]的比值称为缓冲比 [B-]与[HB]之和称为缓冲溶液的总浓度
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第三章 缓冲溶液
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pH＝pKa+lg
[B- ] [HB]
＝pKa+
lg
c(共轭碱 c(共轭酸
) )
pH＝pKa+lg
n(B ) n(HB)
第三章 缓冲溶液
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第三节 缓冲容量和缓冲范围
一、缓冲容量
缓冲容量 β作为衡量缓冲能力大小的尺度。 缓冲容量定义为：单位体积缓冲溶液的pH值改变1（即 pH=1）时，所需加入一元强酸或一元强碱的物质的量。
β
def d na(b)
V dpH
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第三章 缓冲溶液
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缓冲容量与缓冲溶液的总浓度{c总＝[HB]+[B-]}及[B-]、 [HB]的关系
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第三章 缓冲溶液
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4. 校正：按照计算结果，分别量取体积为V(HB)的HB溶液 和V(B-)的NaB溶液相混合或稀释调整，即得所需pH近似 值的缓冲溶液。如果对pH值要求严格的实验，还需在pH 酸度计监控下对所配缓冲溶液滴加稀HCl或稀NaOH，对 溶液pH值加以校正。
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例4－3：将0.10 mol·L-1 HCl溶液 100 ml与0.10 mol·L-1 NH3溶液 400 ml 相混合，求混合溶液的pH 值。(NH3的pKb= 4.75)
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第三章 缓冲溶液
2返3 回
例题4－8：柠檬酸（H3Cit）及盐是一种多质子酸缓冲体 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 ml，才能
第三章 缓冲溶液
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第五节 血液中的缓冲系
由于我们体内存在着多种生理缓冲系，维持着正常人血浆 的pH值约为7.35—7.45。血浆pH值主要决定于血浆中的缓 冲对，即NaHCO3/ H2CO3的比值。
碳酸在溶液中主要是以溶解状态的CO2形式存在，在CO2HCO3-缓冲系中存在如下平衡
CO2(g)
CO2(g) + H2O
第三章 缓冲溶液
内容提要 l 缓冲溶液的组成及缓冲作用机制 l 缓冲溶液的pH 值计算公式 l 缓冲容量和缓冲范围 l 缓冲溶液的配制 l 缓冲溶液在医学上的意义
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第三章 缓冲溶液
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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
能抵抗外来少量强酸、强碱或稍加稀释，而保 持其pH值基本不变的溶液称为缓冲溶液。 缓冲溶液对强酸、强碱或稀释的抵抗作用称为 缓冲作用。
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第三章 缓冲溶液
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(3) 缓冲溶液加水稀释时，n(B-)与n(HB)的比值不变， 则由式(3-3)计算的pH值也不变。所以缓冲溶液具有抗稀
释的能力。但大量稀释时，会引起溶液离子强度的改变， 使HB和B-的活度因子受到不同程度的影响，缓冲溶液的 pH值将会随之有极小的变化。
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第三章 缓冲溶液
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实际上缓冲溶液是由足够浓度的共轭酸碱对的 两种物质组成的。 例 如 ： HAc － NaAc 、 NH3-NH4Cl 、 NaH2PO4Na2HPO4等。
组成缓冲溶液的共轭酸碱对被称为缓冲系或缓 冲对
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第三章 缓冲溶液
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二、缓冲机制
图3-1 缓冲溶液的缓冲作用原理示意图
H2CO3 Ka1(H2CO3) H+ + HCO3-
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第三章 缓冲溶液
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在体内，HCO3-是血浆中含量最多的抗酸成分，在一定 程度上可以代表血浆对体内所产生非挥发性酸的缓冲能力， 所以将血浆中的HCO3-称为碱储。
人体内正常血浆中HCO3-- CO2(aq)缓冲系的缓冲比为 201׃，已超出前面讨论的体外缓冲溶液有效缓冲比(即 101～׃110)׃的范围 由肺呼吸作用和肾的生理功能获得补偿或调节，使得血 液中的HCO3-和CO2(aq)的浓度保持相对稳定。因此，血浆 中的碳酸缓冲系总能保持相当强的缓冲能力，特别是抗酸 的能力。
HB +H2O
H3O++B
NaB ─→ Na+ + B-
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第三章 缓冲溶液
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有
[H3O+]＝Ka×
[HB] [B- ]
等式两边各取负对数，则得
pH＝pKa+lg
[[HBB- ]]＝pKa+
lg
[共轭碱 ] [共轭酸 ]
此式就是计算缓冲溶液pH值的Henderson—Hasselbalch方 程式。
//VV＝pKa+
lg
n(B ) n(HB)
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第三章 缓冲溶液
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由上面各式可知：
(1) 缓冲溶液的pH值首先取决于缓冲系中弱酸的酸常数 Ka值，而Ka值又与温度有关，所以温度对缓冲溶液pH值也 是有影响的(本章对温度的影响不作深入讨论)。
(2) 同一缓冲系的缓冲溶液，pKa值一定，其pH值随着缓 冲比的改变而改变。当缓冲比等于l时，缓冲溶液的pH值 等于pKa。
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第三章 缓冲溶液
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当在该溶液中加入少量强酸时，共轭碱 Ac- 与H3O+结合，溶液中的H3O+ 浓度没有 明显升高，仅是HAc略有增加。可见，缓 冲系中的共轭碱发挥抵抗外来强酸的作 用，故称为缓冲溶液的抗酸成分。
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第三章 缓冲溶液
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而当溶液中加入少量强碱时，H3O+与OH反应，溶液中的H3O+浓度减少，HAc的 质子传递平衡右移，HAc进一步解离， 结果只是Ac-有少量增加，其中缓冲系中 的共轭酸发挥了抵抗外来强碱的作用， 故称为缓冲溶液的抗碱成分。
（二） 缓冲比对β 的影响 在pH = pKa时，有极值β极大，此时缓冲比为11
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第三章 缓冲溶液
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二、 缓冲范围 pH＝pKa±1为缓冲作用的有效区间，称为缓冲溶液的缓冲 范围。不同缓冲系，因各自弱酸的pKa值不同，所以缓冲 范围也各不相同。
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第三章 缓冲溶液
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第四节 缓冲溶液的配制
—、缓冲溶液的配制方法
1. 选择合适的缓冲系：选择缓冲系要考虑两个因素。 •一个是使所需配制的缓冲溶液的pH值在所选缓冲系的缓 冲范围(pKa±1)之内，并尽量接近弱酸的pKa值，这样所配 制的缓冲溶液可有较大的缓冲容量。 •另一个是所选缓冲系物质应稳定、无毒，不能与溶液中 的反应物或生成物发生作用。
β＝
d V
na ( b) ＝2.303×[HB][B-]/ dpH
c总
最大缓冲容量计算公式
β极大＝2.303×(c总/2)(c总/2)/c总＝0.576c总
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第三章 缓冲溶液
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综上所述 缓冲溶液的总浓度和缓冲比是影响缓冲 容量的两个重要因素。
（一）总浓度对β的影响 在缓冲比一定时，总浓度越大缓冲容量也越大
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第三章 缓冲溶液
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2. 生物医学中配制缓冲溶液的总浓度要适宜：总浓度太 低，缓冲容量过小；总浓度太高，会导致离子强度太大或 渗透浓度过高而不适用，因此，在实际工作中，一般选用 总浓度在0.05～0.2mol·L-1范围内。
3. 计算所需缓冲系的量：选择好缓冲系之后，就可根据 式(3-1)、式(3-2)、式(3-3)或式(3-4)计算所需弱酸及其共轭 碱的量或体积。为配制方便，常常使用相同浓度的弱酸及 其共轭碱。有时在某弱酸中加入强酸或弱碱中加入强酸。
pH pKa2 lg n(H2Cit ) 5.00 4.76 lg 0.1 n(HCit 2 )
n(HC20i1t9/29/7) 0.0635mol 第三章 缓冲溶液
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n(H2Cit ) 0.0365 mol
耗用n(NaOH)＝1×0.0365+2×0.0635=0.1635mol n(NaOH)=c(NaOH) ×V(NaOH) V(NaOH)=0.1635/0.400=0.4088L=408.8ml
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第三章 缓冲溶液
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例4－1：1L缓冲溶液中含有0.10mol HAc和 0.20 mol
NaAc，求该溶液的pH值（已知298K时HAc的Ka＝1.76×10
－5）
例4－2：将0.10 mol·L-1的NaH2PO4溶液 10.0 ml 和 0.20 mol·L-1的Na2HPO4溶液1.0 ml 混合，计算该混 合溶液的pH值。