缓冲溶液之功效
缓冲溶液作用原理举例
缓冲溶液作用原理举例
缓冲溶液是一种能够稳定溶液pH值的化学溶液。
它是由一个弱酸和它的共轭碱性盐或者一个弱碱和它的共轭酸性盐组成的。
缓冲溶液的作用原理就是当酸或者碱被加入缓冲溶液中时,这些溶质会与缓冲溶液中的弱酸或弱碱反应,消耗掉这些溶质,从而使溶液的pH值保持相对稳定。
以下是一些缓冲溶液的作用原理的举例:
1. 磷酸盐缓冲溶液:磷酸(H3PO4)是一种弱酸,当它和盐(比如Na2HPO4)反应时,它会失去一个质子并形成一个共轭碱性盐(比如NaH2PO4)。
当酸被加入缓冲溶液中时,它会与缓冲溶液中的磷酸盐反应,从而消耗掉这些酸,使pH值保持稳定。
2. Tris-HCl缓冲溶液:Tris(羟甲基氨基甲烷)是一种弱碱,当它和HCl反应时,它会接受一个质子并形成一个共轭酸性盐
(Tris-HCl)。
在这种缓冲溶液中,当碱被加入时,它会与Tris反应,从而消耗掉这些碱,并保持pH值稳定。
同样地,当酸被加入时,它会与缓冲溶液中的HCl反应,从而消耗掉这些酸,从而维持pH值稳定。
3. 乙酸/乙酸钠缓冲溶液:乙酸(CH3COOH)是一种弱酸,当它和盐(比如NaCH3COO)反应时,它会失去一个质子并形成一个共轭碱性盐(比如Na+CH3COO-)。
在这种缓冲溶液中,当酸被加入时,它会与乙酸反应,从而消耗掉这些酸,并保持pH值稳定。
同样地,当碱被加入时,它会与乙酸盐反应,从而消耗掉这些碱,并保持pH值
稳定。
这些缓冲溶液作用原理的举例说明了缓冲溶液如何维持pH值稳定,并且它们的应用范围也很广泛,包括生物化学实验、药学、食品加工等。
缓冲液的作用
缓冲液的作用缓冲液(Buffer)是一种在生物化学实验和生物技术应用中广泛使用的重要试剂。
缓冲液的作用是维持溶液的酸碱度,使溶液能够在一定范围内保持稳定的pH值。
它能够吸收或释放氢离子,防止溶液的pH值在生物样品制备过程中发生大的变化,从而保证实验结果的准确性和稳定性。
缓冲液的主要作用有以下几个方面:1. 维持稳定的pH值:生物系统对环境的pH值非常敏感,许多生物反应的速率和效率都与pH值密切相关。
在生物化学实验中,许多酶的活性和反应速率也与pH值密切相关。
使用缓冲液可以维持反应体系的稳定pH值,确保实验结果的准确性。
例如,在PCR反应中,利用缓冲液可以使DNA的两股链在适当的温度下解离,然后在合适的温度下进行扩增,从而保证PCR反应的稳定进行。
2. 抵消酸碱物质的影响:许多生物样品制备过程中会产生酸碱物质,如CO2、HCl、NaOH等。
这些酸碱物质的存在会对溶液的pH值产生影响,从而影响到实验结果。
而缓冲液具有一定的抗酸碱能力,可以吸收或释放一定数量的氢离子,从而防止酸碱物质对溶液pH值的影响。
3. 维持生物体内稳定的酸碱平衡:生物体内维持一定的酸碱平衡对于细胞正常的生理功能至关重要。
生物体内的酶活性、代谢过程、膜通透性等都与细胞的酸碱平衡密切相关。
使用缓冲液可以在一定程度上模拟细胞内的酸碱环境,从而保持细胞的正常功能。
4. 提高反应的效率和稳定性:许多生化反应需要在一定的酸碱环境中进行,缓冲液可以提供和维持适宜的酸碱环境,从而提高反应的效率和稳定性。
例如,在蛋白质电泳实验中,使用缓冲液可以使样品具有适当的电导率和离子浓度,从而保证电泳反应的正常进行。
总结起来,缓冲液在生物化学实验中扮演着至关重要的角色。
它能够维持溶液的稳定pH值,抵消酸碱物质的影响,维持生物体内的酸碱平衡,提高反应的效率和稳定性。
因此,正确选择和使用合适的缓冲液对于生物化学实验的成功与否至关重要。
缓冲溶液的缓冲作用原理
缓冲溶液的缓冲作用原理缓冲溶液是指具有抑制溶液酸碱性质变化的能力的溶液。
缓冲作用是由溶液中溶质的种类和浓度决定的。
当外加强酸性或碱性物质时,缓冲溶液能够抵抗溶液酸碱性质的改变,使溶液的pH值保持稳定。
缓冲作用有以下几个方面的原理。
1.酸碱中和作用:缓冲溶液中一部分组分是弱酸或弱碱,当外加酸碱物质时,缓冲溶液中的弱酸或弱碱与外加物质发生反应进行酸碱中和反应。
例如,乙酸钠溶液是一种常用的缓冲溶液,其中乙酸可以中和外加的碱,乙酸钠可以中和外加的酸,从而维持溶液的酸碱性质不发生明显变化。
2.酸碱离解平衡:缓冲溶液中弱酸和其对应的盐或弱碱和其对应的盐的存在,可以形成酸碱离解平衡。
在这种酸碱离解平衡中,酸和碱可以互相转化,维持溶液pH值的稳定。
例如,醋酸-醋酸钠缓冲溶液中,醋酸和醋酸钠处于酸碱离解平衡状态,当外界加入强酸或强碱时,酸和碱之间的转化可以保持溶液pH值的稳定。
3.离子效应:缓冲溶液中的阳离子和阴离子也可以对溶液的缓冲作用起到重要的影响。
当溶液中含有与表面电荷相同的阴离子或阳离子时,缓冲效果更明显。
例如,磷酸盐缓冲溶液中的磷酸盐离子可以缓冲外加的酸或碱,同时还可以与金属离子形成沉淀或配位络合,缓冲作用更加显著。
4.缓冲溶液的浓度:缓冲作用与溶液中缓冲剂的浓度有密切关系。
一般来说,缓冲溶液的缓冲能力与其浓度成正比。
当缓冲剂浓度较低时,外加的酸碱物质会消耗很多缓冲剂离子,导致溶液的酸碱性质发生明显变化。
但是当浓度超过一定范围时,会引起其他问题,如溶液的黏度变大、成本增加等。
5.pH值选择:总之,缓冲溶液的缓冲作用原理是多方面因素的综合结果。
酸碱中和作用、酸碱离解平衡、离子效应、缓冲溶液的浓度以及pH值的选择都对缓冲作用起到重要的影响。
通过合理选择缓冲剂和溶液条件,可以得到适用于各种实验和工业应用的缓冲溶液。
缓冲溶液的名词解释
缓冲溶液的名词解释缓冲溶液是化学实验室中常用的一种溶液,其作用是维持溶液的酸碱性pH值在一定范围内稳定不变。
本文将对缓冲溶液的定义、组成成分、制备方法以及应用领域进行解释。
1. 定义缓冲溶液可以看作是一种能够抵抗外界对溶液酸碱性影响的溶液系统。
通过含有酸碱对的缓冲溶液,可以使得该溶液的pH值在添加酸或碱时保持相对稳定。
2. 组成成分缓冲溶液由两个基本组成部分构成:缓冲剂和溶剂。
缓冲剂通常是一种弱酸和其对应的盐、或一种弱碱和其对应的盐。
弱酸和其对应的盐所组成的缓冲溶液被称为酸性缓冲溶液,而弱碱和其对应的盐所组成的缓冲溶液被称为碱性缓冲溶液。
3. 制备方法制备缓冲溶液的常见方法是将适量的缓冲剂固体加入溶剂中溶解,或者用缓冲剂的酸或碱溶液与其对应的盐溶液按一定比例混合而成。
制备过程中需要注意溶剂的选择,以及缓冲剂与溶剂的摩尔比例。
4. 应用领域缓冲溶液在生物化学、药学、环境科学以及其他化学研究领域中广泛应用。
在生物学实验中,常用缓冲溶液来维持细胞培养和生物反应的正常pH值,以确保实验结果的准确性。
在药学中,缓冲溶液可以用于药物的稳定性测试与保存。
在环境科学中,缓冲溶液用于监测自然水体的酸碱程度,以及处理工业废水的中和过程。
总结:缓冲溶液是一种能够稳定维持溶液pH值的溶液系统。
由酸性缓冲溶液和碱性缓冲溶液两种形式组成,通常由缓冲剂和溶剂构成。
制备缓冲溶液的方法包括固体溶解法和混合法。
在生物化学、药学和环境科学等领域中,缓冲溶液被广泛应用于维持实验和生物体系统的pH稳定性。
通过理解和灵活运用缓冲溶液,我们能够更好地进行实验和研究,为科学进步和技术创新提供帮助。
缓冲溶液在药物保存方面的意义
缓冲溶液在药物保存、保护和药效控制方面的作用徐秋驰杨环陈嘉慧黑龙江中医药大学药学院药学系二班摘要:在对抗环境中酸、碱、水蒸气等因素对药品的影响时,缓冲溶液就起到了不容小觑的作用。
所谓缓冲溶液就是具有抵抗外来少量强酸、强碱和水的稀释而保持PH基本不变的能力的溶液。
在药物的生产和保存过程中依据人的生理特征结合药物的性质来选择适当的缓冲溶液是非常重要的。
在药物生产和使用中,对于药物的保护是很重要的,在自然环境中药物很难不受影响,如环境中的酸、碱等。
所以我们就要利用一些化学上的东西,缓冲溶液就具有抵抗外来少量强酸、强碱和水的稀释而保持PH值基本不变的能力。
所以在药物的保护中选择适当地缓冲溶液是必须的,这样既保护了药物也预防药物可能对人造成伤害。
在药效控制方面,缓冲溶液在一方面可以改变人体内环境的稳态从而使药物发挥最佳效能,另一方面缓冲溶液可以控制多种药物之间的反应体系的酸碱度减少药物对人体的刺激从而提高药效。
关键词:缓冲溶液药物保存药物保护药效控制正文(一)缓冲溶液在药物保存方面的作用众所周知,药物都有一定的保质期,好多人都认为只要在保质期内的药物都可以放心服用。
然而就算药品在保质期内,一旦保存不得当,吃了变质的药品,其对人体的伤害也不亚于假冒伪劣的药品。
因此在保存过程中必须遵循几个原则。
原则一:保持干燥原则二:低温阴凉原则三:分门别类,做好标记原则四:避光存放原则五:密封保存在药厂中,药品的存放一般在专用的药品保存箱中。
药品保存箱是医疗行业冷藏药品的专业设备,箱内温度一般恒定控制在2~8℃,当环境温度低于所设置温度时,通过热补偿系统将温度升到所设置温度。
当温度低于所设置温度时,通过制冷系统将温度自动调节到所需温度。
当机器制冷系统发生故障或温差大于偏离值时,警报系统开始发出警报声,提醒使用者及时对箱内药品作出处理,降低不必要的损失。
这就有效提高的药品保存的能力。
但是,在家庭环境中,药物的保存却无法做到如此专业苛刻的程度,所以一般遵循三大原则:密闭、低温、避光。
人体血液中的缓冲溶液及其作用
人体血液中的缓冲溶液及其作用人体血液,冲律缓冲乍用承德民族师专1993年第3期6人体血液中的缓冲溶液及其作用李维芬Q人体组织细胞必须处在合适的氲离子浓度范围内,才能完成它们的正常生理括动.在生命?活动的组织细胞代谢过程中,体内不可避免地不断生成大量台酸性的代谢产物和少量碱性产物,此外,也有相当数量的酸性物质和碱性物质随食物或药物进入体内.但是,正常人体内含有的酸性物质和碱性物质总是保持着一定的数量和比值,体液(~般分为细胞内液,组织问液和血浆)的酸碱性(PH值)总稳定在~定范围以内例如,人体内血液的组成成分之一血浆的正常PH值为7.35~7.45.如果血浆PH值低于7.35,就会出现酸中毒,高于7.d5,就会出现碱中毒,严重的酸中毒(PH<6.9)和碱中毒(PH~7.8)都将危及生命.人体是如何维持血浆PH值相对稳定的?原来,缓冲溶液起了重要作用.体液中存在多种酸碱缓冲体系,并且组织问液和细胞内液中的缓冲体系与血浆中的缓冲体系种类相似.,.但是,由予组织问液和细胞内液缓冲体系的缓冲作用较小,所以,体液的缓冲作用以血液(血液是由液态的血浆和具有细胞形态的成分——红细胞,自细胞和血小板组成)缓冲体系的缓冲作用最为重要.血液中有五种缓冲体系,其中血浆中有碳酸氢盐缓冲体系,磷酸氢盐缓冲体系和血浆蛋白缓冲体系:NaHCO3Na2HPo’№一PT-酉’—NaH.—,PO,’红细胞中有碳酸氢盐缓冲体系,磷酸氢盐缓冲体系,血红蛋白缓冲体系和氧合血红蛋白缓冲体系=KHCO3K!HPOlK--HbK—Hbo!‘而’百’—H--H—bO~(注:血浆蛋白,血红蛋白和氧合血红蛋白通常用符号Pr,Hb和HbO表示,但当表示它们结合H+的性质时,又常常把未结合H的分别用符号Pr一,Hb一和HbO~-表示,结合了H一的用H-Pr,H—Hb和H--HbO2表示.下同)血浆中以碳酸氢盐缓冲体系为主,红细胞中以血红蛋白缓冲体系和氧合血红蛋白缓冲体系为主.血液中这五种缓冲体系在维持其PH值相对稳定过程中分别发挥各自的作用,但又各有侧重.】,对固定酸的缓冲作用?人体内的糖,脂类和蛋白质在分解代谢过程中产生一类称为固定酸的物质,如Ho,HaPO.,B一羟丁酸,乙酰乙酸,乳酸和尿酸等.当这些固定酸进入血浆时,与血浆缓冲体系中的,抗酸成分——主要是碳酸氢盐缓冲体系中的NaHCO发生作用,使固定酸转变为酸性较弱的lICO3:1993年5月i0日收稿6d一H—A+NaHCO3一Na—A+H2CO3(1J固定酸固定酸钠这样,虽然代谢过程中产生了较多的酸性物质,但由于它们可以转化为较弱的碳酸.所以血浆中H浓度并不会过多地增加血浆中其它缓冲体系对固定酸也负担部分缓冲作用,只是它们在血浆中含量较少.缓冲作用甚微罢了2,对挥发性酸的缓冲作用人体内的糖,脂类和蛋白质在有氧氧化的分解代谢过程中,产生大量CO,当CO:进入血液后,血浆中CO分压随之升高(从动脉血的5333帕增至静脉血的6133~).,此时,组成血液的红细胞中的CO分压较低,遂有大量CO:自血浆弥敬进入红细胞进入红细胞中的CO!大部分在碳酸酐酶催化下迅速与HzO结合成H!CO(在血浆中,COz也能与HO慢慢结合生成HCOs,但由于红细胞中有催化CO本化为HCOs的生物催化剂碳酸酐酶,所以在红细胞内CO转化为H2CO3的速度比在血浆中的快13000倍),碳酸是代谢过程中生成的另一种酸——挥发性酸.生成的碳酸又可迅速离解出H+CO.+HO;墼墅墼!H.CO.~HCOa--[-H+(2)反应产生的H应及时除去,否则不但会改变血液的PH值,而且H浓度的增加将使上述反应很快达到平衡,妨碍CO.与HO继续结合对H(或HzCOs)的缓冲主要由红细胞中的血红蛋白(Hb一)和氧合血红蛋白(HbO7)来承担,即H+Hb一一H—Hb(3)H+Hb0—H—Hb+O2(4)氧合血红蛋白(Hb0)缓冲H的同时放出O,释放O.后的还原血红蛋白(Hb一)由于分子构象的改变,结合H+的能力增加了,即还原血红蛋白的碱性增加了,可立即结合H生成H—Hb,所以,当血液流进组织毛细血管时,氧合血红蛋白转化为血红蛋白,从而增大了缓冲组织细胞中CO所带来的酸性的能力.相反.当血液流经肺泡毛细血管时,结合了H+的还原血红蛋白(H—Hb)与O舀合生成氧合血红蛋白(H—Hb)后,其酸性增加了,可离解为HbO_7并释放出H,从而抵消了由肺呼出COz造成的酸性减弱”.血红蛋白缓冲体系的这种缓冲作用可由下图示之.血红蛋白的缓冲作用示意图3,对固定碱的缓冲作用人体通过物质代谢可产生少量碱性物质,摄人体内的蔬菜,瓜果和药物中也含有碱性物质,当碱性物质进入血液后,缓冲体系中的抗碱成分——弱酸将与之结合.由于机体代谢过程中不断产生CO并能与HO结合成HzCOa[见反应式(2)],所以体内H2COs的来源丰富,碳酸氢盐缓冲体系仍然是缓冲固定碱的主要体系,同时血浆中其它缓冲体系也参与一定缓冲作用.例如,当进凡血液的碱性物质是OH一时:65OH一十H2COa—H2o+HCo(5)OH一+H2p0一H2o+HPo;(6)OH一十H--Pr—H2o+Pr一(7)当进入血液中的碱性物质是NaCOa时:Na:CO3+H2Cor一2NaHCo3(8)Na_~COa+Nail2PO{一NaHCo3+Na2HPO{(9),Na2COa+H--Pr—NaHCo3+Na--Pr(10)综上所述,进入血液的固定酸和固定碱主要被碳酸氢盐缓冲体系所缓冲,挥发性酸主要被血红蛋白缓j中体系所缓冲.碳酸氢盐缓冲体系在缓冲酸和碱中最为重要,它在体内含量最多,缓冲能力最强,是缓冲体系中维持血液PH相对稳定的关键因素.在正常情况下,血浆中NaH—COs的浓度为27毫摩尔/升,H:COa为1.35毫摩尔/升,37”C体温时HCOa的PK为6.1,代入缓冲溶液PH值计算公式PH—PK+fg可得血浆的PH值为:‘79nPH=6.1+如T==6.1+fg一6.1+1.3—7.4由此可以看出,只要血浆中N,HCOa和Hco拍々浓度比保持20/1,血浆的PH值即叮稳定在7.4,或者说只要二者的比值保持在17.8/1~22.4/1之间,血浆的PH值即可保持在7.35~7.45这个正常范围之内.但是,如果孤立地看,缓冲过程终究会导致血浆中(NaHCOa]/[HzCOa]比值的改变.例如,由于对固定酸的缓j申,必然缱血浆中[NaHCOs3含量减少,H.c含量增多,(NaH—COa3/CHzCO~]比值下降.相反,对碱缓冲后,结果消耗了HCOs,增加了NaHCO~,(NaHCOa7/CH.c0s]比值就会升高.然而在正常健康人,实际上这样的改变是轻微的,原目在于体内还配备有维持碳酸氢盐缓j中体系的生理机构,即通过肺的呼吸作用,将体内过量的CO:呼出体外,使(2)式中化学平衡向左移动,从而降低了血浆中H!CO的浓度(参见示意图),过量的NaHCO(或过量的其它盐,如Na--Pr,Na2HPO等)可由肾脏排出体外也就是说,通过呼吸和肾脏的自我调节,可使(NaHCOa3/OH2COa]比值保持在17.8/1~22.4/1范围内,从而使血浆PH保持正常,身体各处的PH值也可以保持正常.参考文献C13张光明主编《生理学》.第二版,人民卫生出舨社.北京35(1991)[2)康健主编.《生物化学》.第二版.人民卫生出版社.北京.191(1991)[3)北京医学院主编.《生物化学》,人民卫生出版社.北京.369.396(1978) 66(作者:承德民族师专化学系讲师)。
缓冲溶液在生产生活中的应用实例
第一部分:缓冲溶液的概念及原理1.什么是缓冲溶液?缓冲溶液是指在溶液中加入一定量的弱酸或弱碱以及其盐的混合溶液,能够在一定范围内抵抗酸碱度的变化。
缓冲溶液可以有效地维持溶液的酸碱平衡,使其酸碱度保持相对稳定。
2.缓冲溶液的原理当向缓冲溶液中加入少量的强酸或强碱时,弱酸或弱碱的离子会与所加入的强酸或强碱中的H+或OH-结合,使溶液中H+或OH-的浓度发生变化,但溶液的pH值却只有轻微的改变,这是因为缓冲溶液中的弱酸或弱碱能够消耗掉所加入的强酸或强碱,从而减缓溶液酸碱度的变化。
第二部分:缓冲溶液在食品工业中的应用1.面粉生产中的应用在面粉加工过程中,因为原料的不同或生产过程的变动等原因,面粉的pH值可能会有所波动。
如果面粉的pH值发生较大的变化,会影响到面粉的品质和加工工艺的稳定性。
在面粉的加工过程中,可以向面粉中加入缓冲溶液,以维持面粉中的酸碱度在一定范围内,保证面粉的品质和加工工艺的稳定性。
2.酸奶生产中的应用在酸奶的生产过程中,牛奶中的乳酸菌会分解乳糖产生乳酸,使牛奶的酸碱度增加。
为了控制酸奶的酸碱度,保证酸奶的口感和质量稳定,可以向牛奶中加入缓冲溶液,以维持牛奶中的酸碱度在一定范围内。
第三部分:缓冲溶液在医药工业中的应用1.药物配制中的应用在药物的配制过程中,药物的 pH 值对其稳定性和有效性有着重要的影响。
如果药物的 pH 值偏离了适宜的范围,会影响到药物的效果和稳定性。
在药物的配制过程中,可以向药物中加入缓冲溶液,以保持药物的 pH 值在适宜的范围内,保证药物的效果和稳定性。
2.生物实验中的应用在生物实验中,常常需要使用各种缓冲溶液来稀释实验样品、调节实验条件等。
在细胞培养过程中,需要使用缓冲溶液来维持培养基的 pH 值稳定,以保证细胞的生长和增殖。
第四部分:缓冲溶液在日常生活中的应用1.家庭健康护理中的应用在家庭健康护理中,缓冲溶液常常用来稀释口腔漱洗液、药物水剂等,以调节其酸碱度,减轻对口腔黏膜的刺激和提高药物的稳定性和吸收率。
缓冲溶液在医药领域的应用研究
缓冲溶液在医药领域的应用研究
缓冲溶液是一种能够稳定溶液pH值的溶液,其在医药领域中有着广泛的应用。
本文将从药物研发、药物制剂、生物技术等方面介绍缓冲溶液在医药领域的应用研究。
一、药物研发
药物研发是医药领域中的重要环节,而缓冲溶液在药物研发中也扮演着重要的角色。
在药物研发过程中,药物的稳定性和活性常常受到pH 值的影响,而缓冲溶液能够稳定溶液的pH值,从而保证药物的稳定性和活性。
此外,缓冲溶液还能够调节药物的溶解度和吸收性,从而提高药物的生物利用度。
二、药物制剂
药物制剂是将药物制成适合人体使用的药品形式,而缓冲溶液在药物制剂中也有着广泛的应用。
例如,缓冲溶液可以用于制备注射剂、口服液、眼药水等药品,从而保证药品的稳定性和安全性。
此外,缓冲溶液还能够调节药品的pH值,从而提高药品的吸收性和生物利用度。
三、生物技术
生物技术是医药领域中的重要分支,而缓冲溶液在生物技术中也有着广泛的应用。
例如,缓冲溶液可以用于DNA/RNA的电泳分离、蛋白
质的电泳分离、酶的催化反应等生物技术实验中,从而保证实验结果的准确性和可重复性。
此外,缓冲溶液还能够调节生物体内环境的pH 值,从而影响生物体内的代谢和生理功能。
综上所述,缓冲溶液在医药领域中有着广泛的应用,其能够稳定溶液的pH值,调节药物的溶解度和吸收性,保证药品的稳定性和安全性,影响生物体内的代谢和生理功能等。
因此,缓冲溶液的研究和应用将会对医药领域的发展产生重要的影响。
缓冲溶液名词解释
缓冲溶液名词解释
缓冲溶液是指在一定温度下,当外部酸和碱的作用下,溶液的pH值能够保持相对稳定的溶液系统。
缓冲溶液通常由酸、碱和它们的盐所组成,其中酸和盐能够提供溶液的酸性,碱和盐能够提供溶液的碱性。
缓冲溶液能够抵抗外部酸碱的干扰,保持其pH值在一定范围内,使溶液的酸碱性能够相对稳定。
在缓冲溶液中,酸和碱分子之间发生一系列反应,从而能够吸收或释放H+离子,以保持溶液的pH值相对稳定。
当外部酸性物质加入缓冲溶液时,该物质与缓冲溶液中的碱发生反应,生成盐和水,从而减少溶液的酸性。
当外部碱性物质加入缓冲溶液时,该物质与缓冲溶液中的酸发生反应,生成盐和水,从而减少溶液的碱性。
缓冲溶液在许多实验室技术和生物过程中发挥着重要的作用。
在生物化学实验中,许多生物学分子在特定的pH值下才能够完成特定的反应,因此需要使用缓冲溶液来保持其稳定的pH 值。
在细胞生理学研究中,细胞内外的pH差异对细胞功能的维持至关重要,缓冲溶液可以帮助细胞维持稳定的内外环境。
在药物制剂中,为了保持药物的稳定性和有效性,常常使用缓冲溶液作为药物的溶剂或媒介。
常见的缓冲溶液包括醋酸/醋酸盐缓冲溶液、磷酸/磷酸盐缓冲溶液、碳酸氢盐/碳酸盐缓冲溶液等。
这些缓冲溶液都有特定的pH范围,在不同的实验条件下选择合适的缓冲溶液能够有效地维持溶液的pH值。
总而言之,缓冲溶液是一种能够抵抗外部酸碱干扰,保持溶液pH值稳定的溶液系统。
在实验室技术和生物过程中,缓冲溶液起着重要的作用,能够帮助维持化学反应和生物过程的稳定性。
缓冲溶液的原理与应用
缓冲溶液的原理与应用缓冲溶液是指能够在一定范围内维持溶液pH值相对稳定的溶液。
它由弱酸和其共轭碱或弱碱和其共轭酸组成,能够抵抗外界酸碱的加入而使溶液的pH值变化较小。
缓冲溶液在生物化学、分析化学、制药工业等领域有着广泛的应用。
本文将介绍缓冲溶液的原理、制备方法以及应用。
一、缓冲溶液的原理缓冲溶液的原理基于酸碱中和反应。
当弱酸和其共轭碱存在于溶液中时,它们会发生如下反应:HA + H2O ⇌ H3O+ + A-其中,HA代表弱酸,A-代表共轭碱。
当外界酸或碱加入溶液时,会改变溶液中的H3O+和A-的浓度,从而使反应向左或向右移动,维持溶液的pH值相对稳定。
二、缓冲溶液的制备方法1. 酸碱配对法:选择一个弱酸和其共轭碱,使它们的pKa值相近,按一定比例混合制备缓冲溶液。
例如,用醋酸和乙酸钠制备醋酸缓冲溶液。
2. 离子配对法:选择一个弱酸或弱碱和其盐酸或盐碱,使它们的离子浓度相等,按一定比例混合制备缓冲溶液。
例如,用氨水和氯化铵制备氨水缓冲溶液。
三、缓冲溶液的应用1. 生物化学实验中的应用:生物体内许多酶的活性与pH值密切相关,缓冲溶液可以维持生物体内的酶活性。
例如,在酶催化反应中,使用缓冲溶液可以保持反应体系的pH值稳定,确保酶的最佳活性。
2. 分析化学实验中的应用:许多分析化学方法需要在特定的pH条件下进行,缓冲溶液可以提供稳定的pH环境。
例如,在酸碱滴定中,使用缓冲溶液可以减小滴定过程中pH值的变化,提高滴定的准确性。
3. 制药工业中的应用:药物的稳定性与pH值密切相关,缓冲溶液可以维持药物的稳定性。
例如,在药物制剂中,使用缓冲溶液可以保持药物的pH值稳定,延长药物的保质期。
4. 生活中的应用:缓冲溶液也广泛应用于日常生活中。
例如,牙膏中的缓冲溶液可以中和口腔中的酸性物质,保护牙齿健康;洗发水中的缓冲溶液可以调节头皮的pH值,保持头发的健康。
综上所述,缓冲溶液是一种能够维持溶液pH值相对稳定的溶液。
举例说明缓冲溶液的作用原理。
举例说明缓冲溶液的作用原理。
1. 什么是缓冲溶液好啦,今天我们要聊的就是“缓冲溶液”。
听名字就觉得有点酷,是不是?这东西在化学中可不是什么小角色。
简单来说,缓冲溶液就是一种能够抵抗酸碱变化的神奇液体。
当外界环境变动,比如说你加了点酸或碱,它能轻松应对,不让 pH 值大幅度波动。
就像是你吃了太多辣条,肚子不舒服,但你有个好朋友帮你消化,一下子舒服多了,明白了吗?1.1 缓冲溶液的成分那么,缓冲溶液里到底有什么呢?通常,它由一种弱酸和它的盐(或弱碱和它的盐)组成。
比方说,醋酸和醋酸钠组合在一起,或者氨水和氨氯化铵。
这些组合就像是一对好搭档,一个打头阵,另一个在后面撑场子,保证不让场面失控。
你想想,如果只是单纯的酸或碱,情况可就麻烦了,简直是“见招拆招”,没个底气的。
1.2 缓冲溶液的作用讲到这里,很多朋友可能会问:那它到底是怎么工作的呢?其实,缓冲溶液在遇到酸时,弱酸会释放氢离子;而遇到碱时,弱酸则会与氢离子结合,从而“中和”掉多余的酸或碱。
这就像你在聚会时,一个朋友喝多了,大家一起拉他一把,稳住阵脚,不让他出丑。
这样一来,pH值就不会剧烈波动,维持在一个“安全区”。
2. 缓冲溶液的应用说到这里,咱们得聊聊缓冲溶液的实际应用了。
它可不止是在实验室里晃晃而已哦。
比如在生物体内,咱们的血液就是一个天然的缓冲系统。
血液的pH 值一般保持在7.4,太酸或太碱可都不行,要是出问题了,健康可就大打折扣。
因此,身体内的缓冲溶液确保了咱们的生理功能正常,简直是“护航者”!2.1 实验室的角色除了生物体,缓冲溶液在实验室也大显身手。
许多化学实验都需要维持一个恒定的pH 值,以确保实验结果的准确性。
比如,做一些涉及酶的反应,酶可是一种对环境要求极高的“娇贵”物质, pH 值一不对劲,它可就懵了,反应也就泡汤了。
因此,科学家们总是会准备一些缓冲溶液,以确保一切顺利进行,简直就是“秘密武器”!2.2 生活中的应用还有,缓冲溶液也在日常生活中悄悄地发挥作用。
缓冲溶液的缓冲作用原理
缓冲溶液的缓冲作用原理
缓冲溶液的原理是由弱酸及其盐、弱碱及其盐组成的混合溶液,能在一定程度上抵消、减轻外加强酸或强碱对溶液酸碱度的影响,从而保持溶液的pH值相对稳定。
正常人血浆的pH值为7.35~7.40。
血浆PH值的相对恒定性有赖于血液内的缓冲物质以及正常的肺、肾功能。
血浆的缓冲物质包括NaHCO3/H2CO3、蛋白质钠盐/蛋白质和Na2HPO4/NaH2PO4三个主要的缓冲对,其中以NaHCO3/H2CO3最为重要。
红细胞内还有血红蛋白钾盐/血红蛋白、氧合血红蛋白钾盐/氧合血红蛋白、K2HPO4/KH2PO4、
KHCO3/H2CO3等缓冲对参与维持血浆PH值的恒定。
当酸性或碱性物质进入血液时,血浆中的缓冲物质可有效的减轻酸或碱性物质对血浆PH值的影响,特别是肺和肾保持正常的排出体内过多的酸或碱的功能的情况下,血浆PH值的波动范围极小。
1。
缓冲溶液的缓冲作用原理及其应用
缓冲溶液的缓冲作用原理及其应用一、缓冲溶液的概述缓冲溶液是指能够抵抗外界酸碱强度变化,保持溶液酸碱性质相对稳定的溶液。
缓冲溶液的酸碱性质在一定范围内基本不变,这使得缓冲溶液在许多领域中具有广泛的应用。
二、缓冲溶液的作用原理缓冲作用原理主要涉及酸碱中和反应以及缓冲剂的选择和使用。
下面将对这些内容进行详细说明。
1.1 酸碱中和反应缓冲溶液的酸碱中和反应是实现缓冲作用的基础。
在缓冲溶液中,酸性物质和碱性物质通过反应相互中和,使得溶液中的H+和OH-浓度保持在一定的范围内,从而维持溶液的酸碱性质相对不变。
1.2 缓冲剂的选择和使用缓冲剂是构成缓冲溶液的重要组成部分。
缓冲剂的选择要根据所需要缓冲的pH范围和应用环境的要求。
常见的缓冲剂包括醋酸-醋酸钠、磷酸盐缓冲溶液、氨基酸缓冲溶液等。
这些缓冲剂能够通过吸收或释放H+来稳定溶液的酸碱性质。
三、缓冲溶液的应用缓冲溶液广泛应用于许多领域,以下列举了常见的应用场景。
2.1 生物学实验在生物学实验中,许多酶和蛋白质的活性对溶液的pH值非常敏感,而缓冲溶液可以稳定pH值,确保实验结果的准确性和可重复性。
同时,在DNA和RNA的提取、扩增和测序过程中,缓冲溶液能够维持酶的稳定性,提高反应效率。
2.2 化学分析在化学分析中,一些试剂的反应性能也对溶液的酸碱性质有一定要求。
因此,使用缓冲溶液可以有效控制试剂反应的速率和结果,提高分析的准确性和可靠性。
2.3 医药制剂在药物的研发和制造过程中,合适的缓冲溶液能够保持药物的稳定性,避免药物分解和失效。
此外,一些药物在体内对酸碱度敏感,使用缓冲溶液可以控制其释放速率和效果。
2.4 食品工业食品工业中常常需要调整酸碱性质来改善食品的口感和品质。
通过使用缓冲溶液,可以有效控制食品的酸碱度,达到所需的口感和质感。
四、总结缓冲溶液的缓冲作用原理,可以使溶液的酸碱性质相对稳定,并在许多领域中发挥重要作用。
在实践中,选择合适的缓冲剂并正确使用是实现缓冲作用的关键。
说明缓冲溶液的缓冲作用的原理及其在医学上的重要意义
说明缓冲溶液的缓冲作用的原理及其在医学上的重要
意义
原理:当往某些溶液中加入一定量的酸和碱时,有阻碍溶液pH 变化的作用,称为缓冲作用,这样的溶液叫做缓冲溶液。
弱酸及其盐的混合溶液(如HAc与NaAc),弱碱及其盐的混合溶液(如
NH3.H2O与NH4Cl)等都是缓冲溶液。
由弱酸HA及其盐NaA所组成的缓冲溶液对酸的缓冲作用,是由于溶液中存在足够量的碱A-的缘故。
当向这种溶液中加入一定量的强酸时,H+离子基本上被A-离子消耗,所以溶液的pH值几乎不变;当加入一定量强碱时,溶液中存在的弱酸HA消耗OH-离子而阻碍pH的变化。
意义:缓冲溶液在临床上有着广泛的应用。
如微生物的培养、组织切片的染色、血液的保存、药液的配制等都需要在稳定的酸碱条件下进行。
酸碱度一旦超出所需范围,就会导致实验失败,造成严重不良后果。
因此选择适当的缓冲溶液,对保持溶液酸碱度的相对稳定,在生化、药理和病理等实验中至关重要。
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。
缓冲溶液在医药学上的意义
缓冲溶液在医药学上的意义缓冲溶液在医药学上具有重要意义,主要表现在以下几个方面:1.维持pH稳定:人体内的生理环境需要维持在一个特定的酸碱度范围内,以保障各种生物化学反应的正常进行。
缓冲溶液在医药学上的应用可以帮助维持这个pH值的稳定,防止由于药物或其他因素引起的pH值剧烈变化。
例如,当人体因为疾病或药物而出现酸中毒时,缓冲溶液可以通过中和多余的酸来稳定pH值。
2.保护药物稳定性:许多药物在特定的酸碱度条件下才能保持稳定,而缓冲溶液可以维持这个酸碱度环境,从而保护药物的稳定性。
在药物制备、储存和运输过程中,缓冲溶液都发挥着重要的作用。
3.增强药物效果:有些药物需要在特定的酸碱度条件下才能发挥最佳效果,而缓冲溶液可以提供这种环境。
例如,一些酸性药物可以在缓冲溶液的帮助下,在胃部环境中保持活性并充分发挥药效。
4.降低副作用:缓冲溶液还可以通过改变药物的释放速度和作用时间来降低其副作用。
例如,缓冲溶液可以缓慢释放药物,使其在体内保持一个相对恒定的浓度,从而减少因药物浓度过高而产生的副作用。
5.诊断作用:缓冲溶液在诊断试剂和测试盒中也发挥了重要作用。
例如,尿液分析、血液分析和微生物培养等诊断方法中,都需要使用缓冲溶液来维持测试环境的酸碱度,以保证测试结果的准确性。
6.生物组织保护:在医疗手术或治疗过程中,如内窥镜、介入性手术等,使用缓冲溶液可以对人体组织起到保护作用,减少手术或治疗过程中对组织的损伤。
7.药物研发:在药物研发过程中,缓冲溶液作为一种重要的介质,能够帮助科学家们更好地研究和理解药物的性质和作用机制。
此外,它还可以用于模拟人体内的环境,以便评估药物在体内的效果和安全性。
综上所述,缓冲溶液在医药学上具有广泛的应用价值,不仅可以帮助维持人体内的酸碱平衡,还可以保护药物的稳定性、增强药效、降低副作用、协助诊断、保护组织以及在药物研发中发挥重要作用。
因此,对于医药学领域来说,研究和应用缓冲溶液具有非常重要的意义。
缓冲溶液作用
缓冲溶液作用缓冲溶液是一种能够稳定溶液酸碱性质的溶液。
它可以在溶液中加入酸或碱后,仍然保持相对稳定的pH值。
缓冲溶液在许多领域中都有重要的应用,比如生物化学、分析化学和医药工业等。
缓冲溶液的作用主要有以下几方面:1. 维持稳定的pH值:缓冲溶液能够抵抗外界加入的酸或碱对溶液pH值的影响,使溶液保持相对稳定的酸碱性质。
这对于许多实验和工业过程来说是非常重要的,因为很多化学反应的速率和选择性都与溶液的酸碱性质有关。
例如,在生物化学实验中,许多酶的活性都受pH值的影响,通过使用缓冲溶液可以保持酶反应的有效性。
2. 抑制酸碱反应:缓冲溶液中同时存在有酸和碱,这些酸和碱之间会发生酸碱中和反应,从而抑制外界加入的酸或碱对溶液pH值的变化。
这种抑制作用在一些特定的条件下非常有用,比如在酶活性测定和药物制剂中。
例如,许多药物需要在特定的pH值下才能被身体吸收和利用,通过使用缓冲溶液可以保持药物在体内的稳定性。
3. 提供稳定的电导性:缓冲溶液中的酸和碱可以提供稳定的离子浓度,使溶液具有稳定的电导性。
这在电化学实验和其他需要测量电导性的实验中非常有用。
例如,在金属腐蚀实验中,通过使用缓冲溶液可以保持电导性恒定,从而更准确地测量金属的腐蚀速率。
4. 提供稳定的离子浓度:缓冲溶液中的酸和碱可以提供稳定的离子浓度,从而保持溶液中其他化学物质的稳定性。
这在分析化学实验中非常有用,比如在测量样品中某种离子浓度时,通过使用缓冲溶液可以避免其他离子对测量结果的干扰。
综上所述,缓冲溶液在化学实验、工业生产和其他领域中都有重要的作用。
它能够维持溶液的稳定pH值,抑制酸碱反应,提供稳定的电导性和离子浓度,从而保证实验和过程的准确性和稳定性。
医学检验中缓冲溶液的组成及作用原理-医学检验论文-基础医学论文-医学论文
医学检验中缓冲溶液的组成及作用原理-医学检验论文-基础医学论文-医学论文——文章均为WORD文档,下载后可直接编辑使用亦可打印——缓冲溶液在临有着广泛的应用。
如微生物的培养、组织切片的染色、血液的保存、药液的配制等都需要在稳定的酸碱条件下进行。
酸碱度一旦超出所需范围,就会导致实验失败,造成严重不良后果。
因此选择适当的缓冲溶液,对保持溶液酸碱度的相对稳定,在生化、药理和病理等实验中至关重要。
1.缓冲溶液及缓冲作用纯水在25℃时pH为7.0,但只要与空气接触一段时间后,因为一部分水与CO2反应生成了碳酸,而使PH值降到5.5左右。
或者在纯水中加入少量的强酸或强碱,pH值也会发生显着的变化。
但是也有些溶液加入少量强酸强碱,pH值基本保持不变。
如在1L含0.1molHAc和0.1molNaAc溶液中,加入0.1mol强酸(HCl)或0.1mol强碱(NaOH)溶液后,pH值基本保持不变。
这种能够抵抗外加少量强酸或强碱,而保持其pH值基本不变的溶液称为缓冲溶液。
缓冲溶液对强酸或强碱的抵抗作用称为缓冲作用。
2.缓冲溶液的组成缓冲溶液一般由两种物质组成,一种是物质是抵抗外加强酸,一种物质是抵抗外加强碱,这两种物质组成我们常说的缓冲对,常见的缓冲溶液有以下几种组成形式:(1)弱酸及其盐。
例如:HAc(酸)NaAc(碱)、H2CO3(酸)NaHCO3(碱)、H3PO4(酸)NaH2PO4(碱)、H3BO4(酸)Na2B4O7(碱)、巴比妥(酸)巴比妥钠(碱)、H2C8H4O4KHC8H4O4(邻苯二甲酸邻苯二甲酸氢钾)等。
(2)弱碱及其盐。
例如:NH3(弱碱)NH4CL(盐)、CH3NH2(弱碱)CH3NH2CL(盐)、Tris(弱碱)HCL(强酸),是由弱碱三羟甲基氨基甲烷[(HOCH2)3CNH2]和三羟甲基氨基甲烷与盐酸反应生成的盐([HOCH2)3CNH2.HCL]等。
(3)酸式盐及其次级盐。
例如:NaH2PO4(酸式盐)Na2HPO4(酸式盐)、NaHCO3(酸式盐)Na2CO3(强碱弱酸盐)、KH2PO4(酸式盐)K2HPO4(酸式盐)等。
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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(2)生物医学中配制缓冲溶液的总浓度要适宜:0.05~0.2mol·L-1(3)计算所需弱酸等的用量或体积:(为配制方便常选用同浓度的弱酸和相应的盐溶液等体积混合)(4)校正:pH计监测下,加强酸/强碱以校正。
四:缓冲溶液的广泛运用1.科学研究、工业生产等许多情况下需要控制反应体系的pH值范围。
2.人体内的各种体液都具有一定的pH值范围,如正常人血液的pH值范围为7.35~7.45 。
3.细胞正常生理环境、生物体内酶催化反应等需要稳定的pH值环境五:缓冲溶液在医学上的运用缓冲溶液在医学中非常重要。
在体外,微生物的培养、组织染色、血液的冷藏保存都需要一定pH的缓冲溶液;在药剂生产上,根据人的生理状况即药物稳定性和溶解度等情况,选择适当的缓冲溶液来稳定溶液的pH值。
人体内极为复杂的物质代谢反应都是受各种酶控制的,而每种酶又只有在一定pH范围的体液中才有活性,如胃蛋白酶的适宜pH为1.5~2.0范围。
人体内各种体液都有一定的较稳定的pH范围,超出正常范围太大,可能引起机体内许多功能失调。
在生命活动过程中,会不断地产生酸性物质,如碳酸、乳酸等;也会不断地产生碱性物质,如碳酸氢盐(HCO3-)、磷酸氢盐(HPO42-)等。
另外,人们摄取的食物中也有相当数量的酸性或碱性物质。
尽管如此.健康人的血液的pH值总是保持在7.35 ~7.45的范围内,且不会发生显著的改变。
如果血液的pH值降低到7.35以下,人要发生酸性中毒;降低到7.1以下.一般便要死亡。
同样,血液的pH 值上升到7.45以上,人要发生碱性中毒,上升到7.6以上,一般也会死亡。
1.人体血液的PH值是如何计算?正常人血浆的pH值约为7.35 ~ 7.45血液中的缓冲系: ,C O HC O C O H HC O 23323⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--(溶解)或 :血浆血浆蛋白血浆蛋白----H Na ,PO H HPO 4224氧合血红蛋白氧合血红蛋白--H K 即:K-HbO2 / H-HbO2碳酸在溶液中主要是以溶解状态的CO2形式存在,在CO2(溶解)-HCO3-缓冲系中存在如下平衡:通过查表得:25 ℃,p K a=6.37。
如果CO2是溶解在离子强度为0.16的血浆中,并且温度为37℃时,p K a 应加以校正,经校正后为p K a ′,其值为6.10。
血浆中的碳酸缓冲系pH 的计算方程式为:正常人血浆中[HCO3-]和[CO2]溶解 的浓度分别为0.024mol·L-1和0.0012mol·L-1,代入上式:在体内,HCO3-是血浆中含量最多的抗酸成分, 所以将血浆中的HCO3-称为碱储。
正常血浆中HCO3--CO2(溶解)缓冲系的缓冲比为20:1,已超出体外缓冲溶液有效缓冲比(即10:1~1:10)的范围,该缓冲系的缓冲能力应该很小。
而事实上,在血液中它们的缓冲能力是很强的。
血红蛋白血红蛋白红细胞:-----H K ,PO H HPO ,CO H HCO 4224323溶解][CO ][HCO lg p pH 2-3a +='K 11L 0.0012mol L 0.024mol lg 6.10pH --⋅⋅+=40.7120lg 10.6=+=这是因为体内是一个“敞开系统”,当血浆中有过多的酸、碱引入,HCO3-或CO2(溶解)的浓度改变可由呼吸作用和肾的生理功能获得补充或调节,使得血液中的HCO3-和CO2(溶解)的浓度保持相对稳定(20:1)。
2.血液中碳酸缓冲系与肺和肾的的调节关系可用下式表示:当血液中[H+]增加时,H++HCO3-CO2(溶解)(增加)肺加快呼吸速度排除CO2 HCO3-(减少)肾延长HCO3-停留时间(或回吸收)当血液中[OH-]增加时,OH-+H2CO3CO2(溶解)(减少) 肺降低CO2排出量HCO3-(增加) 肾增加HCO3-的排泄红细胞内的缓冲系主要有:H H b- H b-;HHbO2-HbO2-血液对体内代谢产生的CO2的缓冲作用主要靠这两个缓冲系。
代谢过程产生的大量CO2先与血红蛋白离子反应:CO2 + H2O + H b- H H b + HCO3-反应产生的HCO3-,由血液运输至肺,并与氧合血红蛋白反应HCO3- + HHbO2 HbO2- + H2O + CO2由于血红蛋白和氧合血红蛋白的缓冲作用,在大量CO2从组织细胞运送至肺的过程中,血液的pH值也不至于受到大的影响。
当病变或超出机体的调节能力时要用药物纠正。
总的来说,由于血液中多种缓冲系的缓冲作用和肺、肾的调节作用,使正常人血液的pH值维持在7.35 ~7.45的狭小范围内。
是缓冲系统、呼吸系统和泌尿系统共同维持酸碱平衡的结果。
六:生活中最常见的缓冲溶液——醋从醋的化学成份分析,其主要成分是醋酸、不挥发酸、氨基酸、糖等。
因此,醋有消毒灭菌,降低辣味,保护原料中维生素C少受损失等功效;还可助消化,改善胃里的酸环境,抑制有害细菌的繁殖。
因此适当吃点醋对于人体健康是有好处的。