医用基础化学缓冲体系培训课件

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医用化学-缓冲溶液

缓冲对中的共轭碱发挥了抵抗外来强酸的作用，因此称为抗酸成分。同理，缓冲对中的共轭酸发挥了抵抗外来强碱的作用，因此称为抗碱成分。
对溶液进行适当稀释时，溶液的pH基本不变。由于缓冲溶液中含有大量的抗酸成分和抗碱成分，而且它们之间又存在质子转移平衡，因此可对抗外来的少量强酸、强碱，使溶液的pH基本保持不变。
c( NH 3 H 2 O) 0.10 9 . 25 lg 9.55 c( NH 4 ) 0.050
n( NH 3 )
例3-3 将100 mL 0.10 mol· L-1盐酸加入到300 mL 0.10 mol· L-1氨水中，求混合后溶液的pH， pK NH H = 4.75。 b 2O的 3· 解： HCl + NH3 NH4Cl n( 起始） 100×0.10 300×0.10 0 n( 剩余） 0 （300-100）×0.10 100×0.10 n ( HCl ) 由于 n( NH ＞，所以加入的 HCl完全与NH3反应生 3) 成NH4Cl，剩余的NH3与生成的NH4Cl组成一对缓冲对。混合溶液中NH4+和NH3的浓度分别为：
三、缓冲作用原理 HAc和NaAc组成的缓冲体系中，存在下面的解离式： ① NaAc
溶液中加入少量强酸时
Na+ + Ac-
+
HAc
H+
溶液中存在大量的Ac-，只有少量与H+发生反应，达到平衡时[Ac-]略有增加，[HAc]略有减少，因此溶液的pH几乎不变。
② HAc + H2O
H3O+ +通常将这两种成分称为缓冲对或缓冲系。缓冲对就是共轭酸碱对，其中共轭碱能对抗外来强酸称为抗酸成分（antacid ingredient），共轭酸能对抗外来强碱称为抗碱成分（antalkaline ingredient）。

医学基础化学缓冲溶液优秀课件

影响pH计算值与实验值差异的因素：
1、温度温度变化可引起活度因子改变；水的离子积Kw随温度的升高而增大；温度变化使共轭酸的Ka改变。总之，温度对pH 值的影响比较复杂，不再深入讨论。
2、缓冲比当Ka 一定时，pH值随缓冲比的变化而变化。
H2O
平衡右移
H+
+
Ac–+ H2O
HAc + OH–
抗酸成分
anti-acid mechanism
anti-base mechanism
HAc + H2O
抗碱成分
平衡右移
H3O+ + Ac–
+ OH–
H2O
4.2 缓冲溶液pH值的计算
缓冲溶液pH值的近似计算公式以HB-NaB组成的缓冲体系为例：
NH4+ (aq) + OH-(aq) 0.200
加HCl后 0.150-0.0020
0.200+0.0020
平衡浓度 0.150-0.0020-x
0.200+0.0020+x x
(0.202x)x1.8105 0.148x
x1.3105 c(OH)1.3105moL l1
pOH 4.89 pH9.11
7.4 7.5 ~ 8.0
~ 7.6 8.3 ~ 8.4
4.1 缓冲溶液(buffer solution)及缓冲机制
实验：
加入1滴(0.05ml) 1mol·L-1 HCl
50ml NaCl 0.20mol·L-1 pH = 7
pH = 3
50ml HAc-NaAc (均为0.10mol·L-1)
式中pKa ：共轭酸酸常数的负对数 [B–]、[HB]：平衡浓度 [B–] / [HB]：缓冲比， [B–]+[HB]：总浓度

2024年度医用化学基础(中职)PPT完整全套教学课件(1)

目录•课程介绍与学习目标•原子结构与元素周期律•分子结构与化学键理论•溶液与胶体性质及应用•酸碱平衡与沉淀溶解平衡•有机化合物结构与性质•生物体内重要元素及其化合物•医用高分子材料简介与应用课程介绍与学习目标0102 03医用化学的定义医用化学是医学领域中的一门重要学科，主要研究生物体内的化学过程以及与医学相关的化学知识。

医用化学的研究内容包括生物分子的结构与功能、生物体内的化学反应、药物设计与合成等。

医用化学在医学领域的应用医用化学为医学提供了重要的理论基础和实践指导，对于理解疾病的发病机理、药物设计与合成以及医学诊断和治疗等方面具有重要意义。

医用化学基础概述能力目标能够运用医用化学知识分析生物体内的化学过程，具备基本的实验技能和药物设计与合成能力。

知识目标掌握医用化学的基本概念和原理，了解生物分子的结构与功能，熟悉生物体内的化学反应及药物设计与合成等相关知识。

情感目标培养学生对医用化学的兴趣和热情，树立科学的世界观和方法论，提高创新意识和实践能力。

中职医用化学课程目标ABDC系统学习按照课程大纲和教学计划，系统学习医用化学的知识体系，掌握基本概念和原理。

理论联系实际将所学的理论知识与实际应用相结合，通过实验、案例分析等方式加深对理论知识的理解。

多维度学习除了课堂学习外，还可以通过阅读相关文献、参加学术讲座、与同学讨论等方式拓宽学习视野。

及时复习与总结课后及时复习所学内容，总结重点和难点，形成自己的知识体系。

学习方法与技巧原子结构与元素周期律提出原子是化学变化中的最小粒子，具有不可分割性。

道尔顿的原子学说认为原子是一个均匀分布的带正电荷的球体，电子像葡萄干一样镶嵌在其中。

汤姆生的葡萄干面包模型通过实验发现原子中心有一个带正电荷的原子核，电子在核外绕核运动。

卢瑟福的核式结构模型引入量子化概念，解释了氢原子光谱的不连续性。

波尔的氢原子模型原子结构模型1 2 3根据元素的性质随原子序数的递增而呈现周期性变化的特点，将元素按照原子序数大小排列成表。

《药用化学基础》全版.ppt

洪德规则 Hund's rule
定义：在等价轨道中，电子尽可能分占不同的轨道，且自旋方向相同。
洪特规则实际上是最低能量原理的补充。因为两个电子同占一个轨道时，电子间的排斥作用会使体系能量升高，只有分占等价轨道，才有利于降低体系的能量。
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例：写出下列元素的电子层结构： 6C
2s 2p
结论
（1）描述一个原子轨道的能量高低，用两个量子数（
n，l）（2）描述一个原子轨道，用三个量子数（n，l，m）
（3）描述一个原子轨道上运动的电子，用四个量子数
（n，l，m，ms）
同一原子中，没有四个量子数完全相同的两个电子存在
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多电子原子的结构
一、多电子原子
在单电子体系（氢原子或类氢原子 He+）中，电子的能量只决定于主量子
结论：在每一个原子轨道中，最多只能容纳自
旋方向相反的两个电子。
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最低能量原理
原则：原子核外的电子，总是尽先占有能量最低的原子轨道，只有当能量较低的原子轨道被占满后，电子才依次进入能量较高的轨道，以使原子处于能量最低的稳定状态。
核外电子按鲍林近似能级顺序填充
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例：写出 7N 的电子层结构及p电子的运动状态（用四个量子数表示）
• 1s22s22p3
• 三个2p电子的运动状态：2,1,0, 1/2；2,1,1, 1/2 ；2,1,-1，1/2。
• 用原子轨道方框图表示：
1s 2s
2p
7N
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1、能级组和元素周期
a. 能级组对应周期。

2024版医用化学PPT教案课件

用于测定生物样品中的微量成分，如血糖、血脂等。
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色谱法的基本原理
利用物质在固定相和流动相之间的分配平衡，将混合物中的各组分分离开来。
色谱法的分类
根据固定相和流动相的不同，可分为气相色谱、液相色谱、薄层色谱等。
色谱法在医学中的应用
用于药物分析、临床检验、毒物分析等领域。
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金属元素缺乏与过量的危害
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非金属元素缺乏与过量的危害
必需非金属元素及其生理功能
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胶体的定义和组成，包括分散相和分散介质的概念和分类。胶体的性质和应用，如丁达尔效应、电泳现象等。
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溶液的渗透压概念和计算方法，以及渗透压在医学领域的应用。
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酸碱平衡
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医用分析化学
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26

基础化学第四章缓冲溶液

解： 25 C 时，Ka (HAc)＝1.8×10-5。（1）HAc 和 Ac- 的浓度都较大，缓冲溶液的 pH 为： c(Ac ) pH p K θ (HAc) lg a c(HAc)
0.20mol L1 lg1.8 105 lg 5.05 1 0.10mol L （2）加入 10 mL 0.10 mol· -1 HCl 溶液后，HAc L 和 Ac- 的浓度分别为：
c(共轭酸)+c(共轭碱)
c(共轭碱) c(共轭酸)
缓冲溶液的缓冲比
说明：公式的其它形式
n(共轭碱)/V n(共轭碱) θ pH pK (HA) lg =pK a (HA) lg n(共轭酸)/V n(共轭酸)
θ a
1
2
n(共轭碱)/V pH pK (HA) lg n(共轭酸)/V
HAc 和 Ac- 的浓度都比较大，缓冲溶液的pH为：
0.19mol L1 pH lg1.8 10 5 lg 5.11 1 0.082mol L
加入 10 mL 0.10 mol· -1 NaOH 溶液后，溶液的 L pH由5.05升高到5.11，仅增大了0.06，表明缓冲溶液具有抵抗少量强碱的能力。
θ a
c(共轭碱)V(共轭碱)/V总 =pK (HA) lg c(共轭酸)V(共轭酸)/V总
θ a
c(共轭酸)=c(共轭碱)
V(共轭碱) pK (HA) lg V(共轭酸)
θ a
例 25 C 时，1.0 L HAc-NaAc 缓冲溶液中含有 0.10 mol HAc 和 0.20 mol NaAc。（1）计算此缓冲溶液的 pH；（2）向100mL该缓冲溶液中加入10mL0.10mol· -1 L HCl 溶液后，计算缓冲溶液的 pH；（3）向100mL该缓冲溶液中加入10mL0.10mol· -1 L NaOH 溶液后，计算缓冲溶液的 pH；（4）向100mL该缓冲溶液中加入 1L水稀释后，计算缓冲溶液的 pH。

医用基础化学第四章缓冲溶液(临床)公开课课件

Conjugate base
pKa( at 25℃)
HAc
Ac-
4.76
H2CO3 - NaHCO3
H2CO3
HCO3-
6.35
H3PO4 - NaH2PO4
H3PO4
H2PO4-
2.16
Tris·HCl - Tris
Tris·H+
Tris
7.85
H2C8H4O4 - KHC8H4O4 NH4Cl - NH3
4.1.1The introduction of Buffer Solution and Buffer Process
纯水（50ml）
0.100mol·L-1 HAc0.100mol·L-1 NaAc
溶液（50ml）
pH=7 pH‵=11
△ pH=4
△ pH=0.01
pH=4.74 pH‵=4.75
CH3NH3+Cl- - CH3NH2 NaH2PO4 - Na2HPO4
H2C8H4O4 HC8H4O4-
NH4+
NH3
CH3NH3+ CH3NH2
H2PO4-
HPO42-
2.89 9.25 10.63 7.21
Tris: Tris(Hydroxymethy)methanamin
NH2 HOH2C C CH2OH
CH2OH
Tris·HCl:
NH2H+.ClHOH2C C CH2OH
CH2OH
缓冲机制(Buffer process)
以HAc—Ac-缓冲系为例：
HAc + H2O
H3O+ + Ac-
当加入少量强酸时消耗掉外来的H3O+，质子转移平衡左移，而溶液的pH保持基本不变。

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
14
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)

医用基础化学4缓冲溶液

第4章缓冲溶液
单击此处添加副标题
Buffer Solution
汇报人姓名
4.1.1 缓冲溶液及其作用原理
1
实验
2
样品1，0.10 mol·L-1 NaCl溶液
3
样品2，含 HAc 和 NaAc 均为0.10 mol·L-1的
4
混合溶液
5
操作：加入强酸 HCl 至 0.010 mol·L-1
4.3.1 缓冲容量缓冲溶液的缓冲能力有一定限度。用缓冲容量β作为衡量缓冲能力大小的尺度。定义为
01
单位体积缓冲溶液的pH发生一定变化时所能抵抗的外加一元强酸或强碱的物质的量。
02
4.3 缓冲容量
4.3 缓冲容量
4.3.2 影响缓冲容量的因素
对于同一缓冲系，当缓冲比一定时，总浓度愈大，缓冲容量愈大。
红细胞中：
H2b-Hb-(血红蛋白) H2bO2-HbO2-(氧合血红蛋白) H2CO3-HCO3- H2PO4--HPO42-
正常情况下，[HCO3-]与[CO2]溶解的比率为24mmol·L-1比1.2mmol·L-1，即20/1。37℃时，若血浆中离子强度为0.16，经校正后， pKa′=pKa1 =6.10， pH＝6.10 + lg
4.2 缓冲溶液pH的计算
讨论
4.2 缓冲溶液pH的计算
例混合 20 mL 0.10 mol·L-1 的 H3PO4与 30 mL 0.10 mol·L-1 的 NaOH，计算所得缓冲溶液的pH。
已知：pKa1=2.16， pKa2=7.21， pKa3=12.32。
解
4.2 缓冲溶液pH的计算
02
解：当V(HB):V(B-)=9:1时

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医用基础化学缓冲体系
17
三、缓冲范围
当缓冲溶液的总浓度一定时，缓冲比愈接近1，缓冲容量愈大；缓冲比愈远离1时，缓冲容量愈小。当缓冲比大于10∶1(即pH＞pKa+1)或小于1∶10 (即pH pKa-1)时，可认为缓冲溶液已基本失去缓冲能力。
缓冲比在下列区间所对应的范围称为缓冲溶液
的有效缓冲范围(buffer effective range)。
1 ＜[B-] ＜10 10 [HB] 1
pKa-1＜pH＜pKa+1
医用基础化学缓冲体系
18
即
pH=pKa±1
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。
医用基础化学缓冲体系
19
第四节缓冲溶液的配制 —、缓冲溶液的配制方法
则pH值不同，当缓冲比＝1时, pH=pKa
3.解释了缓冲溶液抗稀释的原因，加水稀释时, 物质量比不变。但大量
稀释时，会引起溶液离子强度的改变，使HB和
第三种表达形式
pHpKalgVB V 医用基础化学H缓冲B体系
B-的活度因子受到不同
程度的影响，缓冲溶液
的pH值将会有极小的
变化。
9
例4-1 计算50ml 0.200mol·L-1NH3 .H2O中，加入4.78gNH4Cl固体，配制1升缓冲溶液，求此缓冲溶液的pH值。
图4-1表现了缓冲容量随缓冲系总浓度、缓冲比及pH的变化而改变。
医用基础化学缓冲体系
15
(1) 0.05 mol·L-1 HCl
(2) 0.1 mol·L-1 HAc+NaOH
(3) 0.2mol·L-1 HAc+NaOH
(4) 0.05 mol·L-1 KH2PO4+NaOH (5) 0.05 mol·L-1 H3BO3+NaOH (6) 0.02mol·L-1 NaOH
此公式适用于混合后的缓冲溶液的pH计算。
n(B-)
pHpKa
lg n(HB)
酸碱混合前后均可。
医用基础化学缓冲体系
7
如使用相同浓度的弱酸及其共轭碱来配制缓冲溶液，即c(HB)＝c(NaB)，分别量取 V(B-)体积的NaB和V(HB)体积的HB混合，则
V(B-)
pHpKa
lg V(HB)
此式适用于混合前，且时c(HB)＝c(NaB) 的情况。
缓冲溶液总浓度和缓冲比是影响缓冲容量的两个重要因素
（1）缓冲比一定时，总浓度越大，缓冲容量越大
（2）当c总一定时,缓冲比越偏离1时， β越小；当缓冲
比＝1时， β最大医用基础化学缓冲体系
16
总浓度一定时，缓冲比为 1时, 缓冲容量最大。
最大 2 .3 01 1 3 1 1 11 c总 0 .5c7 总6
者
组成缓冲溶液。溶液中HB和H2O建立质子传递
平衡
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
HB +H2O
H3O++B-
NaB ─→ Na+ + B-
[H3O]
Ka
[HB] [B-]
医用基础化学缓冲体系
4
[B-]
pHpKa
lg [HB]
[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。
上式称为Henderson—Hasselbalch方程式
缓冲容量作为缓冲能力大
d n a ( b ) 小的尺度。 β = V dpH β越大，缓冲能力越强；
β 越小，缓冲能力越弱。
β的单位为mol•L-1•pH-1
医用基础化学缓冲体系
11
二、影响缓冲容量的因素总浓度和缓冲比
是影响缓冲容量的两个重要因素
可导出缓冲容量与缓冲溶液的总浓度 c总=[HB]+[B-] 及[B-]、[HB]的关系
β= d n a ( b ) =2.303×[HB][B-]/c总 V dpH
医用基础化学缓冲体系
12
将式(4.8)右边分子、分母同乘c总＝[HB]+[B-]，得：
2 .3[ 0 H [H ] 3 [ B ] B B ] [H [] B [ B ]B ] [H ] [ B B ]
解此混合溶液的缓冲系为NH4+—NH3 , 查表知pKa(NH4+)＝9.25
pH＝pKa+lg n ( NH 3 )
n ( NH
4
)
医用基础化学缓冲体系
10
第三节缓冲容量和缓冲范围一、缓冲容量
缓冲容量(buffer capacity)β：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。
医用基础化学缓冲体系
二、缓冲机制
HAc + H2O NaAc ─→
Ac- + H3O+ Ac- + Na+
HAc －Ac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（Ac-）。缓冲系中的共轭酸发挥抵抗外来强碱的作用，故称为缓冲溶液的抗碱成分（HAc) 。
医用基础化学缓冲体系
医用基础化学缓冲体系
13
2 .3[ 0 H [H ] 3 [ B ] B B ] [H [] B [ B ]B ] [H ] [ B B ]
2.3031[[1H B]B ]1[[1H B]B ]c总
医用基础化学缓冲体系
14
表明缓冲容量β与缓冲比、缓冲系的总浓度c总＝[HB]+[B-]有关，
医用基础化学缓冲体系
8
缓冲溶液pH值的计算公式
Henderson—Hasselbalch方程式
1.pH值取决于Ka
及缓冲比，而且与
原始公式
pHpKalg[[共共轭轭酸碱]]
温度有关 2.同一缓冲系,pKa值
一定。改变缓冲比，
第一种表达形式 pHpKalgc共轭碱 c共轭酸
第二种表达形式 pHpKalgnB nHB
医用基础化学缓冲体系
5
HB的初始浓度为c(HB)，NaB的初始浓度为 c(NaB)，其已解离部分的浓度为c’(HB)，则HB 和B-的平衡浓度分别为
[HB]＝ c (HB) - c′(HB)
≈ c (HB) [B-]＝c (NaB) + c′(HB)
≈ c (NaB)
医用基础化学缓冲体系
6
pHpKa lgcc((HB-)B)
2
总之，由于缓冲溶液中同时含有较大量的抗碱成分和抗酸成分，它们通过弱酸质子传递平衡的移动，消耗抗碱成分和抗酸成分抵抗外来的少量强酸、强碱，使溶液H3O+或OH-浓度没有明显的变化。
医用基础化学缓冲体系
3
第二节缓冲溶液的pH值
一、缓冲溶液pH 的近似计算公式
以HB代表弱酸，NaB代表其弱酸盐，两