缓冲溶液之功效

缓冲溶液之功效

摘要：缓冲溶液对于工农业生产，科研工作及一切生命过程等，都是相当重要的。徐徐多多的过程只要在一定的PH值范围内顺利进行。缓冲溶液一般是由溶度较大的弱碱（或弱酸）及其共轭酸（或共轭碱）所组成。本文对缓冲溶液的功效进行初步的分析了解，以及在医学中的重要运用进行简单的解释，以及生活中常见的缓冲溶液功之效。

关键词：缓冲溶液PH值医学日常生活功效

引言:

缓冲溶液对于工农业生产，科研工作及一切生命过程等，都是相当重要的。徐徐多多的过程只要在一定的PH值范围内顺利进行。缓冲溶液一般是由溶度较大的弱碱（或弱酸）及其共轭酸（或共轭碱）所组成。缓冲溶液是一种能在加入少量酸或碱和水时大大降低pH变动幅度的溶液。pH缓冲系统对维持生物的正常pH 值和正常生理环境起到重要作用。多数细胞仅能在很窄的pH范围内进行活动，而且需要有缓冲体系来抵抗在代谢过程中出现的pH变化。在生物体中有三种主要的pH缓冲体系，它们是蛋白质缓冲系统、重碳酸盐缓冲系统以及磷酸盐缓冲系统。每种缓冲体系所占的分量在各类细胞和器官中是不同的。

本文对缓冲溶液进行初步的分析，对其在医学中的重要运用进行简单的解释，以及生活中常见的缓冲溶液醋——功之效。

一：缓冲溶液的组成和作用

1.概念: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。

2.缓冲溶液的组成

缓冲溶液一般由足够浓度的共轭酸碱对的两种物质组成。

根据缓冲对组成的不同，可把缓冲对分为三种类型：

(1)、弱酸和它的盐（如H A c---Na Ac，NaHCO3-Na2CO3，NaH2PO4-Na2HPO4）

(2)、弱碱和它的盐（NH3.H2O---NH4Cl，CH3NH2-CH3NH3+Cl）

(3)、多元弱酸的酸式盐及其对应的次级盐（如NaH2PO4---Na2HPO4）的水溶液

组成。

缓冲溶液由有足够浓度的一对共轭酸碱对的两种物质组成。

组成缓冲溶液的共轭酸碱对被称为缓冲系或缓冲对。

在实际应用中，往往还可采用酸碱反应的生成物与剩余的反应物组成缓冲系,如: 弱酸(过量)+ 强碱：H Ac(过量)+Na OH

强酸+弱酸的共轭碱(过量)：H C l+ Na Ac(过量)

实际上,形成的仍然是共轭酸碱对的两种物质。

3.缓冲溶液的作用

缓冲溶液对强酸、强碱或稀释的抵抗作用。

由于缓冲溶液中同时含有较大量的抗碱成分和抗酸成分，它们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H+离子或OH- 离子浓度未有明显的变化，因此具有缓冲作用。

总之，由于缓冲溶液中同时含有较大量的弱酸(抗碱成分)和共轭碱(抗酸成分)，它们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。

二:缓冲溶液的特性

1.缓冲溶液本身的pH主要取决于弱酸或弱碱的离解常数

2.温度对离解常数有影响，故也对缓冲溶液的pH有影响

3.缓冲溶液的浓度越大，加入少量酸碱后，其c(酸)/c(盐) 【或c(碱)/c(盐)】

4.的变化小，pH变化也就越小

5.c(酸)/c(盐) 【或c(碱)/c(盐)】接近1时缓冲能力最大，0.1< c(酸)/c(盐)<10时也有缓冲能力

6.只有外加酸碱的量与缓冲对的量相比较小时，才有缓冲作用

7.只能在Kaθ±1的范围内发挥作用

8.在一定范围内加水稀释时，由于缓冲比不变，缓冲溶液pH值计算结果不变，实际pH值有微小改变。

9.稀释过度，缓冲系物质的浓度不足，溶液丧失缓冲能力。

三：常用的缓冲溶液及其配置原则

1.常用的缓冲溶液

常用作缓冲溶液的酸类由弱酸及其共轭酸盐组合成的溶液具有缓冲作用。生化实验室常用的缓冲系主要有磷酸、柠檬酸、碳酸、醋酸、巴比妥酸、三羟甲基氨基甲烷等系统，生化实验或研究工作中要慎重地选择缓冲体系，因为有时影响实验结果的因素并不是缓冲液的pH值，而是缓冲液中的某种离子。如硼酸盐、柠檬酸盐、磷酸盐和三羟甲基甲烷等缓冲剂都可能产生不需要的化学反应。

(1).硼酸盐：硼酸盐与许多化合物形成复盐、如蔗糖。

(2)．柠檬酸盐：柠檬酸盐离子容易与钙结合，所以存在有钙离子的情况下不能使用。

(3).磷酸盐：在有些实验，它是酶的抑止剂或甚至是一个代谢物，重金属易以磷酸盐的形式从溶液中沉淀出来。而且它在pH7.5以上时缓冲能力很小。

(4).三羟甲基氨基甲烷：它可以和重金属一起作用，但在有些系统中也起抑制作用。其主要缺点时温度效应。这点往往被忽视，在室温pH是7.8的T r is缓冲液，4℃时是8.4，37℃时是7.4，因此，4℃配制的缓冲液在37℃进行测量时，其氢离子浓度就增加了10倍。在pH7.5以下，其缓冲能力极为不理想。

2.缓冲溶液配置原则

在生化研究工作中，常常需要使用缓冲溶液来维持实验体系的酸碱度。研究工作的溶液体系pH值的变化往往直接影响到研究工作的成效。如果“提取酶”实验体系的pH值变动或大幅度变动，酶活性就会下降甚至完全丧失。所以配制缓冲溶液是一个不可或缺的关键步骤。

(1)选择合适的缓冲系：

pH位于缓冲范围内（p K a±1）；不干扰主反应(无沉淀、配合等副反应)；

医用缓冲体系：无毒、对热稳定、对酶稳定、能透过生物膜等。

(2)有较好的缓冲能力：

P K a –l g{c(酸)/c(盐)}→ pH 使缓冲体系有较大的缓冲容量(3)浓度合适：总浓度过低→→缓冲容量过小；

•总浓度过高→→渗透压过大。

(生物医学上多用0.05～0.2 mol ·L–1)

配制步骤

(1)根据配制原则选择合适的缓冲系：pH在p K a±1范围内 pH接近p K a