第3章酸碱平衡和酸ppt课件共126页
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酸碱平衡和酸碱平衡紊乱 PPT课件
概念：
●
呼吸和代 谢两方面 因素的影 响
是指隔绝空气的血液标本，在实际 PaCO２，实 际体温和血氧饱和度条件下测得的血浆HCO3PaCO2为40mmHg（5. 32kPa）时 AB＝SB AB＞SB表明呼吸性酸中毒及代偿后的代谢性碱中毒
●
●
AB＜SB表明呼吸性碱中毒或代偿后的代谢性酸中毒
是指血液中一切 具有缓冲作用的 负离子碱的总和
如氨基酸脱氨 基所产生的氨，经肝代谢后生成尿素，肾 小管细胞泌氨以中和原尿中的H+ 如蔬菜、瓜果中所含的有机酸 盐，如柠檬酸盐、苹果酸盐和草酸 盐，均可与H+起反应，分别转化为 柠檬酸、苹果酸和草酸，Na+或K+ 可与 HCO3-结合生成碱性盐
COONa —H+ H2CO3 ┃ ↑ CHOH + + H ┃ 生物氧化 CH2 ——→3CO2 + 2H2O + Na++ HCO33O2 ┃ NaHCO3 COOH 苹果酸钠
了
二、酸碱平衡的调节
（－）血液的缓冲作用
血液缓冲系统主要有碳酸氢盐缓冲系统、 磷酸盐缓冲系统、血浆蛋白缓冲系统、血红蛋 白和氧合血红蛋白缓冲系统五种，可以缓冲所 有的固定酸 其中以碳酸氢盐缓冲系统最重要
缓冲酸
H2CO3 H PO
2 4
缓冲碱
HCO3 + H +
2HPO4 +
H+
HPr
HHb HHbO2
H2CO3
Na+ HCO3
基侧膜 谷氨酸 α- 酮戊二酸
H + + HCO3
H2CO3 CA CO2+H2O
-
-
第3章 酸碱平衡 PPT课件
25℃纯水：c(H+)= c(OH－)=1.0×10-7mol· L-1
KW =1.0×10-14
100℃纯水： KW =5.43×10-13
KW T ，
无机化学
13
3、弱酸、弱碱的解离平衡
1)、一元弱酸的解离平衡 H2O(l) + HA (aq)
c( H 3O ) c( A ) K a (HA) c(HA)
A－ + H2O
K
HA + OH－
cHA / c cOH－ / c c A－ / c
＝Kθb
＝Kθa
Kθa ·Kθb = Kθw
无机化学
12
2、水的解离平衡
H2O (l)
+ -
H+ (aq) + OH－(aq)
+ c ( H 3O ) c(OH ) 或 KW = c(H3O ) c(OH ) KW = c c KW — 水的离子积常数，简称水的离子积。
无机化学
14
HA(aq) 初始浓度 c 平衡浓度 c– cα
H+(aq) + A－(aq) 0 cα
0 cα [c(H+)/c ][c(A-)/c ] (c / c )2 c 2 / c Ka (HA) Ka (HA)= [c(HA)/c ] c(1 ) / c 1 若(c/c )/Ka ≧400, 1-α≈1 稀释定律：在一 Ka ≈( c(H+)≈
2、酸碱电离理论：
1887年，Arrhenius提出的酸碱理论，成为近代酸碱理 论的开始。
酸碱电离理论认为：
酸：凡在水溶液中电离出的阳离子全部是 H+ 的化合物； 碱：电离出的阴离子全是 OH－的化合物。 酸碱反应称为中和反应，实质是H+ 和OH－反应生成H2O。
酸碱平衡ppt课件
酸碱平衡概念
• 机体通过各种调节方式，使体内总是保持 着一定的数量和比例，使体液pH值维持在 相对恒定的范围内，这一过程称为酸碱平 衡（acid-base balance）。 • 正常人血液pH值总是维持在7.35～7.45之间， 平均为7.4。
第1节 体内酸碱物质的来源
• 一 酸性物质的来源 1 ．体内物质代谢产生的酸性物质 （1）挥发性酸 （碳酸） （2）非挥发性酸（固定酸） 2．体外摄入的酸性物质 大米、面粉、肉类、鱼类、啤酒等谷类 和动物食品多是以糖、脂肪、蛋白质为 主要成分，在体内代谢后可产生挥发性 酸和固定酸，故属于成酸食物。
NaCO3 + H-Pr NaHCO3 + Na-Pr 过多的NaHCO3可由肾排出体外。
3.对挥发性酸的缓冲
体内挥发性酸是 H2CO3 ，经CO2 + H2O化 合生成，缓冲CO2就是缓冲H2CO3， CO2主 要经红细胞中的血红蛋白缓冲体系缓冲， 此缓冲作用与血红蛋白的运氧过程相偶联。
当血液流经组织时
三、肾对酸碱平衡的调节作用
• 在体液pH值改变后几小时内发生，虽缓慢 但作用持久，调节代谢因素。 • 通过调节血浆中NaHCO3 浓度维持血浆pH 值的相对恒定：当血浆中NaHCO3浓度降低 时，肾则加强对酸的排泄及对NaHCO3的重 吸收；当血浆中NaHCO3浓度升高时，肾则 减少对NaHCO3的重吸收并排出过多的碱性 物质。
• H2O＋CO2 →H2CO3→H+＋ HCO3－ • KHbO2→KHb＋O2 • KHbO2＋H＋＋HCO3－ →HHb＋KHCO3
当血液流经肺时
• HHb＋O2 →HHbO2 • HHbO2 ＋KHCO3→KHbO2 ＋H2CO3 • H2CO3→H2O＋C O2
第三章酸碱平衡 PPT课件
如：HSO , Fe(OH)(H 2 O)5 ,
4 2
HCO , H 2 O, HS 等。
3
(1) 酸碱解离反应是质子转移反应，如HF在水 溶液中的解离反应是由给出质子的半反应和接受质 子的半反应组成的。
HF(aq) H+ + F－(aq) H+ + H2O(l) H3O+(aq) HF(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + F－(aq) (2) 水是两性物质，它的自身解离反应也是 质子转移反应：
酸
2 4 2 4 4 2 4 3 4 3 3 3 3 2 3 2 2 6 2 5 2 2 5 2 2 4
酸
H+
+
碱
例：HAc的共轭碱是Ac－ ，
Ac－的共轭酸HAc，
HAc和Ac－为一对共轭酸碱。
两性物质：既能给出质子，又能接受质子的物质。
3.1.2 酸碱质子理论的基本概念
酸：凡是能释放出质子（H+）的任何含
氢原子的分子或离子的物种。
（质子的给予体）
碱：凡是能与质子（H+）结合的分子或
离子的物种。
（质子的接受体）
H+ +碱 HAc H Ac H P O H HP O HP O H P O NH H NH CH NH H CH NH Fe(H O) H Fe(OH)(H O) Fe(OH)(H O) H Fe(OH) (H O)
7
1
K 1.0 10
w
14
100℃纯水
K 5.43 10
酸碱平衡及酸碱.pptx
)
查附录 III.1
I 0.1, (H ) 0.826, (Ac ) 0.770
pKaC 4.56
14
第15页/共32页
15
KaM
a
H Ac
HAc
a
(H ) a (Ac a (HAc)
)
(HAc) (Ac )
Ka (Ac
)
pKaM 4.65 (I 0.1)
HAc :
K
C a
K
a (HA)a (OH - )
Kb =
a (A)
HA + OH-
6
第7页/共32页
b. 水的质子自递反应（p55)
H2O + H2O
H3O+ + OH- (25°C)
Kw a (H+ ) a (OH- ) 1.0 10-14
共轭酸碱对(HA-A)的Ka与Kb的关系为
Ka
Kb
a
(H +)a(A) a (HA)
4
第5页/共32页
H
O
-H
O
H
H
229pm
H
O
O
H
H 1pm 1012 m
H7O-4 (OH- 3H2O)水合氢氧根
5
第6页/共32页
3.1.2 酸碱反应类型及平衡常数
（p55）
a. 一元弱酸(碱)的离解反应
HA + H2O A + H2O
a (H+ )a (A- ) A- + HK3Oa =+ a (HA)
0.99
0.01
*pKa - 1.3
0.95
0.05
pKa - 1.0
酸碱平衡和酸碱平衡紊乱幻灯片课件
《规范》及指导原则适用于食品药品 监管部 门对第 三类医 疗器械 批发/零 售经营 企业经 营许可 （含变 更和延 续）的 现场核 查，第 二类医 疗器械 批发/零 售经营 企业经 营备案 后的现 场核查 ，以及 医疗器 械经营 企业的 各类监 督检查
病理生理学教研室 刘国庆
1
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10-14 mmol/L
正常：10 — 14 mmol/L
其意义： 1. 判断代谢性酸中毒的原因类型 2.判断有无混合性的酸碱平衡紊乱
《规范》及指导原则适用于食品药品 监管部 门对第 三类医 疗器械 批发/零 售经营 企业经 营许可 （含变 更和延 续）的 现场核 查，第 二类医 疗器械 批发/零 售经营 企业经 营备案 后的现 场核查 ，以及 医疗器 械经营 企业的 各类监 督检查
４. Ｋ+－Ｎa+交换和Ｈ＋ －Ｎa+ 交换的竞争性抑制
19
（四）组织细胞的调节
细胞内外的离子交换、细胞内缓冲
H+ — K+、H+—Na+ Cl- — HCO3-
1.
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H+ + SO42-
2.AG正常型：主要见于体内碱 性物质丢、以及摄入含氯的成酸性 药物。
病理生理学教研室 刘国庆
1
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10-14 mmol/L
正常：10 — 14 mmol/L
其意义： 1. 判断代谢性酸中毒的原因类型 2.判断有无混合性的酸碱平衡紊乱
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４. Ｋ+－Ｎa+交换和Ｈ＋ －Ｎa+ 交换的竞争性抑制
19
（四）组织细胞的调节
细胞内外的离子交换、细胞内缓冲
H+ — K+、H+—Na+ Cl- — HCO3-
1.
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H+ + SO42-
2.AG正常型：主要见于体内碱 性物质丢、以及摄入含氯的成酸性 药物。
酸碱平衡课件_3
酸性 HC ： 4 lH O 2S4 O H 3P4 O HA H c2C3O N4 + H H 2O
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[c (HAc) ]
=
[c(H+) ]2 c0 – cH+
பைடு நூலகம்
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四、溶液pH值的测定
1、酸碱指示剂
甲基橙 酚酞 石蕊
变色范围 酸色 中间色 3.1 ~ 4.4 红 橙 8.0 ~ 10.0 无色 粉红 3.0 ~ 8.0 红 紫
碱色 黄 红 蓝
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Ka
= c 2 1-
当c/kaθ>500时， α=√Ka/c C(H+) = cα=√Kac
稀释定律：在一定温度下(K a 为定值)，某弱 电解质的离解度随着其溶液的稀释而增大。
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[c (HAc) ]
=
[c(H+) ]2 c0 – cH+
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四、溶液pH值的测定
1、酸碱指示剂
甲基橙 酚酞 石蕊
变色范围 酸色 中间色 3.1 ~ 4.4 红 橙 8.0 ~ 10.0 无色 粉红 3.0 ~ 8.0 红 紫
碱色 黄 红 蓝
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Ka
= c 2 1-
当c/kaθ>500时， α=√Ka/c C(H+) = cα=√Kac
稀释定律：在一定温度下(K a 为定值)，某弱 电解质的离解度随着其溶液的稀释而增大。
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酸碱平衡与PPT课件
0
3.1 4.4
0
5.0
8.0
14.0
0
8.2 10.0
14.0
图3－1 溶液酸碱性及常用指示剂变色范围
第二节 弱电解质的解离平衡
一、解离常数
弱酸电离常数用Ka表示，又称酸常数； 弱碱电离常数用Kb表示，又称碱常数。
HAc H+ + AcNH3+H2O NH4+ + OH-
Ka = —[H[—+H][AA—cc]-—] Kb= —[N[—HN4H—+]3[]O—H-]
混合后 H+ + OH- === H2O H+和OH-等摩尔反应后，H+过量
c(H+)=[c(H+)-c(OH-)]/2
=(1.0×10-2-1.0×10-3)/2=4.5×10-3 mol•L-1
pH = －lg c(H+)=－lg4.5×10-3
酸碱指示剂
能在一定pH范围内保持一定颜色的某些 有机弱酸或弱碱
[H+]的约十万分之一。
3. K2小为HS-内部结构决定，并非第一步电离抑 制。（P64的错误）
例如：NaHS == Na++ HS-
HS- H++S2- K2 ={[H+][S2-]}/[HS-] ] =1.3×10-13
三、弱电解质溶液中有关离子浓度计算
1.一元弱电解质溶液中离子浓度的计算
若Ki >>Kw , 浓度不很小, 可忽略水的解离
HCl
HCN(Ka=6.2×10-10) 4+(Kb=1.77×10-5) 解（1）[H+]=c0
pH=-lg[H+
第三章酸碱平衡理论ppt课件
ceq(OH-) = ceq(H+)+ ceq(HCO3-) +2ceq(H2CO3)
+2H+
如二元弱碱碳酸钠水溶液:
得： H3PO4 H3O+（H+） 零水准： H2PO4- H2O 失： HPO42- PO43- OH- 质子条件式:
电荷平衡式 在平衡状态下，正电荷的总量应等于负电荷的总量，溶液总是呈电中性。 醋酸溶液 氢氧化钠溶液 碳酸钠溶液
质子条件式 在平衡状态下，酸失去质子的总数与碱得到质子的总数应相等。这种平衡的数量关系就是质子条件式。
确立零水准
建立质子条件式
化学反应等温式，标准吉布斯函数与标准平衡常数的关系。
最早的关于化学平衡的概念只是实验事实的总 结，因而得到的是实验平衡常数。以K表示，量纲 为 。在SI和国家标准中不存在K这样的物理量。
严格讲，对于实际溶液的反应，在 表达式中应使用活度 。若不涉及严密的理论处理，一般使用相对浓度 。
－H+
－2H+
－H+
+ H+
+ H+
两性物质溶液- NaH2PO4溶液:
HCl = H+ +Cl- H2O = H+ +OH-
质子条件式:
HCl水溶液:
NaOH = Na+ + OH- H2O = H+ +OH-
质子条件式:
ceq(OH-)= c(NaOH) + ceq(H+)
当 时， ， 为主要存在形式。 当 时， 为主要存在形式。 当 时， 为主要形式。
ceq(OH-)=ceq(H+) +ceq(HAc)
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解
I 1 2
ciZi2 12([H]ZH2 [Cl]ZC2l )
10.1m 0 olL112 10.1m 0 olL112
2
2
0.1m 0 olL1
a = 0.83×0.10mol/L = 0.083mol/L
3.1.3 酸碱反应的平衡常数
活度常数 浓度常数
Ka
a a H A aHA
Kb KW
分布系数
酸碱平衡中，经常同时存在多种酸碱组分，这 些组分的浓度，随溶液中H+浓度的改变而变化。
溶液中某酸碱组分的平衡浓度占其总浓度的分 数，称为分布分数. 例如CaC2O4沉淀的生成，与溶液中游离的浓 度有关，而的浓度不仅与草酸的总浓度，而且 与溶液中H+的浓度有关.
3.2.2、一元酸溶液
醋酸，它在溶液中只能以HAc和Ac-两种形式 存在。设c为醋酸及其共轭碱的总浓度， [HAc]和[Ac-]分别代表HAc和Ac-的平衡浓度
这种反应的平衡常数称为溶剂的质子自递常数 （autoprotolysis constant)，以Ks表示。
水的质子自递常数称为水的离子积，以Kw表示
H 2O H 2O H 3 O OH
K w [H 3 O ] [O ] H 1 .0 1 10 4
Kw[H3O][OH ]1.01 014 pK wpH pOH 14
δ2
[C2O24 ] c
[H ]2
K K a1 a2 Ka1[H]
K K a1 a2
(105
)2
5.9102 6.4105 5.9102 105 5.9102
6.4105
0.86
[2 C O 2 4 ] δ2 c 0. 0 8.61L 0 1 0 m.o 0lL 8 16m
草酸的三种形式在不同pH时的分布图
第1节 概述
3.1.1质子论的酸碱概念
1、酸碱的定义 酸 碱 共轭酸碱对：相差一个质子的酸碱对。 可以是中性分子、阳离子、阴离子。
2、酸碱反应的本质
酸碱反应的实质是质子的转移。
酸碱反应是两个酸碱对的相互作用。 酸碱是相对的。同一种物质在不同溶剂中可表现
出不同的酸碱性。
3、溶剂的质子自递反应
在溶剂分子间发生的质子转移反应，称为溶剂的 质子自递反应。（autoprotolysis reaction)。
[C2O24]
[H2C2O4] [H2C2O4]
1
1
Ka1 [H ]
K K a1 a2 [H ]2
[H]2 [H]2Ka1[H]Ka1Ka2
1[
Ka1[H ] H ]2Ka1[H ]Ka1Ka2
2[H ]2KK a1a[1K H a2 ]Ka1Ka2
看看这些 公式有什 么特点？
。 计算pH=5.0时，0.10 mol·L-1草酸溶液中C2O42-的平衡浓度
3.2.3 多元酸溶液
例如草酸，它在溶液中以H2C2O4，HC2O4-和C2O42-三种形 式存在。设草酸的总浓度为c（mol·L-1）
0 [2 H C c 2 O 4 ] [2 H C 2 O 4 ] [[2 H C H 2 2 O O 4 4 ] ] C [2 C O 2 4 ]
1
1
[HC2O4]
酸碱的强度 离解常数越大，酸（碱）性越强，其共轭
碱（酸）性越弱。 多元酸的各级离解常数大小顺序一般为：
Ka1>Ka2>Ka3…..>Kan 多元碱的各级离解常数大小顺序一般为
Kb1>Kb2>Kb3…..>Kbn
第2节分布分数的计算
3.2.1 酸的浓度与酸度
酸度是指溶液中H+的浓度或活度，常用pH表示。而酸 的浓度又叫酸的分析浓度，它是指单位体积溶液中所 含某种酸的物质的量（mol），包括未解离的酸的浓度。 同样，碱的浓度和碱度在概念上也是不同的。碱度用 pH表示，有时也用pOH。采用c表示酸或碱的浓度， 而用[ ]表示某物质的平衡浓度。
为溶液中离子强度。
当离子强度较小时，可以不考虑水化离子的大小，活度 系数可按德拜—休克尔极限公式计算
lgi 0.5Zi2 I
I 1
2
i
ci Zi2
对于中性分子的活度
系数，当溶液的离子 强度改变时，会有所 变化，不过这种变化 很小，可以认为中性 分子的活度系数近似 地等于1。
例1 计算0.10 mol·L-1 HCl溶液中H+的活度。
Kac
[H ][A] aH aA
[HA]
aHA
HA H A
Ka
H A
共轭酸碱对离解常数之间的关系
Ka Kb Kw
pKa pKb Leabharlann Kw多元酸在水溶液中的离解平衡
K
b1
Kw k a3
A3 H2OHA2 HA2 H2OH2A OH H2A H2OH3A OH
K b2
Kw k a2
Kw K b3 k a1
3.1.2 浓度、活度和活度系数
如果c代表离子i的浓度，a代表活度，则 它们之间的关系为
ic
比例系数系数称为离子i的活度系数， 用它来表达实际溶液和理想溶液之间 偏差大小。对于强电解质溶液，当溶 液的浓度极稀时，离子之间的距离是 如此之大，以致离子之间的相互作用 力小至可以忽略不计，这时活度系数 就可以视为1，即a=c。
δHAc[HcAc][HA[HcA ][Ac]c]
[H] Ka [H]
δAc
[Ac]
[Ac]
[Ka]
c [HAc][Ac] Ka [H]
HAcAc1
。 计 算 pH=5.0 时 ， HAc 和 Ac- 的 分 布 分 数
解
δHAcKa[H [H ]]1.811050 .05.0105.0 0.36 Ac10.360.64
目前，对于高浓度电解质溶液中离子的活度 系数还没有令人满意的定量计算公式。但对 于AB型电解质稀溶液（<0.1 mol·L-1）， 德拜—休克尔（Debye-Hückel）公式能给 出较好的结果：
lgi 0.51Z2i21BIaI
式中为离子i的活度系数；Zi为其电荷；B是常数，
25℃时为0.003 28；a为离子体积系数，约等于 水化离子的有效半径，以pm（10-12 m）计；I
HAc和Ac-的分布分数与溶液pH值的关系图
分布分数
图 3-1 HAc和Ac-的分布分数与pH关系图
1
0.75
rA
0.5
rHA
0.25
0 234567 pH
从上面讨论可知，分布分数与酸及其共轭碱的
δ HAc
总浓度c无关，它仅是pH和pKa的函数
δ Ac -
[HAc]和[Ac-]是与总浓度c有关的