基础化学：第四章 缓冲溶液
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实验 样品1，0.10 mol·L-1 NaCl溶液 样品2，含 HAc 和 NaAc 均为0.10 mol·L-1的
混合溶液 操作：滴加强酸 HCl 至c(HCl)=0.010 mol·L-1 观察现象：pH的变化
第一节 缓冲溶液及缓冲机制
0.10 mol·L-1 NaCl溶液
NaCl溶液中加入HCl到 0.010 mol·L-1 ，溶液 的pH由7变为2，改变 了5个pH单位。
(1) 计算混合液的pH值
解: pH ＝ pKa + lg —cc—HB-B pH ＝ pKa + lg —ccAH—cA-c = 4.76 + 0lg0—.1
0.1
例：在1L混合液中，含有0.10mol HAc和 0.10mol NaAc (HAc:pKa=4.76)
整，滴加强碱/酸易于操作。
第二节：缓冲溶液的PH值计算
一、缓冲溶液PH值的计算公式的推导：
NaB
HB + H2O
平 衡
[HB]
时
Ka = [H+][B-]
[HB]
Na+ + B-
H3+O + B[H+] [B-]
[H+]=
Ka
[HB] [B-]
缓冲公式可表示为：
pH = pKa + lg [B-]
第一你节能总缓结冲一溶下缓液冲及溶缓液冲的机制
组成吗？ 示意图:
Ac- HAc H3O+ Ac- HAc OH- Ac- HAc
抗酸成分
抗碱成分
第一节 缓冲溶液及缓冲机制
二． 缓冲溶液的组成 组成：具有抗碱成分和抗酸成分。 一般由一对共轭酸碱对组成，共轭酸 称为抗碱成分，共轭碱称为抗酸成分； 要求：两种成分具有足够浓度和一定比例。
结论 HAc — NaAc 混合溶液具有抵抗外来 少量强酸、强碱而保持pH基本不变的 能力。
3.缓冲溶液的缓冲作用机制
以HAc-NaAc缓冲溶液体系为例子
加以说明：
Байду номын сангаас
关键在平衡移动
HAc + H2O
NaAc
H3O+ + AcNa+ + Ac-
保持[H+ ]不变
以HAc-NaAc缓冲溶液为例（与酸作用）
缓冲系
HAc-NaAc
H2CO3-NaHCO3 H3PO4-NaH2PO4
Tris·HCl -Tris
H2C8H4O4- KHC8H4O4 NH4Cl - NH3
CH3NH3+Cl - CH3NH2 NaH2PO4- Na2HPO4 Na2HPO4- Na3PO4
质子转移平衡
HAc+H2O
H2CO3+ H2O
平衡向左移动
少量H+
HAc + H2O
H3O+ + Ac-
NaAc
Na+ + Ac-
以HAc-NaAc缓冲溶液为例（与碱作用）
平衡向右移动
少量OH-
HAc + H2O
H3O+ + Ac-
NaAc
Na+ + Ac-
缓冲作用的机制：
在缓冲溶液中，由于浓度较大的弱酸及其 共轭碱间质子转移平衡的存在，抗酸时消耗 共轭碱；抗碱时消耗弱酸。因此，能使缓冲 溶液的pH值基本保持不变。
[HB]
……(1)
注意：[B-]和[HB]均为平衡浓度； [B-] / [HB]称为缓冲比； [B-] + [HB] 为缓冲溶液的总浓度。
此式为计算缓冲溶液pH值的 Henderson-Hasselbalch方程式
或：
为什么可这样表达？
pH = pKa + lg
c(B-) c(HB)
……(2)
例：在1L混合液中，含有0.10molHAc 和0.10molNaAc (HAc:pKa=4.76)
总浓度为0.05—0.2mol·L-1
两种成分合称为缓冲系 (buffer system)或缓 冲对(buffer pair)。
第一节 缓冲溶液及缓冲机制
组成示意图
共轭酸
HAc
共轭碱
NaAc
NH4Cl H2PO4-
NH3·H2O HPO42-
抗碱成分
缓冲系
抗酸成分
第一节 缓冲溶液及缓冲机制
常见的缓冲系表4-1p56
H3PO4+H2O Tris·H++H2O
H2C8H4O4+H2O NH4++H2O
CH3NH3++H2O H2PO4-+H2O HPO42-+H2O
Ac-+H3O+ HCO3-+H3O+ H2PO4-+H3O+
Tris+H3O+ HC8H4O4-+H3O+ NH3+H3O+ CH3NH2+H3O+ HPO42-+H3O+ PO43-+H3O+
用缓冲溶液配方和标准缓冲溶液。 熟悉血液中的主要缓冲系及在稳定血液pH过程中
的作用。
第一节 缓冲溶液及缓冲机制
一、缓冲溶液及其作用机制
1. 缓冲溶液 (buffer solution):
缓冲？
定义：
2. 缓冲作用 (buffer action):
缓冲溶液对强酸、强碱或稀释的 抵抗作用。
强调
第一节 缓冲溶液及缓冲机制
第一节 缓冲溶液及缓冲机制
0.10 mol·L-1 HAc — 0.10 mol·L-1 NaAc溶液
0.10 mol·L-1 HAc — 0.10 mol·L-1 NaAc溶液 溶液中加入HCl到 0.010 mol·L-1 ，溶液 的pH由4.75变为4.74， 改变仅0.01pH单位。
第一节 缓冲溶液及缓冲机制
正常人体血液的pH=7.35~7.45 pH﹤6.8 或 pH﹥7.8→→死亡
求下列溶液等体积混合后的[H3O+]
0.1mol·L-1HAc + 0.1mol·L-1NaAc
HAc + H2O = Ac- + H3O+
Ka=
[H3O+] ·[Ac-] [HAc]
Ka ·[HAc] [H3O+]= [Ac-]
第一节 缓冲溶液有及什么缓优冲点机？制
在实际应用中，还采用酸碱反应的生成物与剩 余的反应物组成缓冲系。 弱酸（过量）+ 强碱，如HAc+NaOH 强酸 + 弱碱（过量），如NH3• H20+HCl
1.HCl 和 NaOH 溶液常备试剂，容易获得。 2.弱酸或弱碱的浓度即缓冲系的总浓度。 3.通常缓冲溶液的pH需要在pH计监控下调
第四章 缓冲溶液
Buffer Solution
血液中的缓冲系
CO2 + H2O
H2CO3
H+ + HCO3-
学习要求
掌握缓冲溶液的概念、组成和缓冲机理。 掌握影响缓冲溶液pH的因素、应用Henderson-
Hasselbalch方程式计算缓冲溶液的pH值。 掌握缓冲容量的概念、影响因素及有关计算。 熟悉配制缓冲溶液的原则和方法。了解医学上常
混合溶液 操作：滴加强酸 HCl 至c(HCl)=0.010 mol·L-1 观察现象：pH的变化
第一节 缓冲溶液及缓冲机制
0.10 mol·L-1 NaCl溶液
NaCl溶液中加入HCl到 0.010 mol·L-1 ，溶液 的pH由7变为2，改变 了5个pH单位。
(1) 计算混合液的pH值
解: pH ＝ pKa + lg —cc—HB-B pH ＝ pKa + lg —ccAH—cA-c = 4.76 + 0lg0—.1
0.1
例：在1L混合液中，含有0.10mol HAc和 0.10mol NaAc (HAc:pKa=4.76)
整，滴加强碱/酸易于操作。
第二节：缓冲溶液的PH值计算
一、缓冲溶液PH值的计算公式的推导：
NaB
HB + H2O
平 衡
[HB]
时
Ka = [H+][B-]
[HB]
Na+ + B-
H3+O + B[H+] [B-]
[H+]=
Ka
[HB] [B-]
缓冲公式可表示为：
pH = pKa + lg [B-]
第一你节能总缓结冲一溶下缓液冲及溶缓液冲的机制
组成吗？ 示意图:
Ac- HAc H3O+ Ac- HAc OH- Ac- HAc
抗酸成分
抗碱成分
第一节 缓冲溶液及缓冲机制
二． 缓冲溶液的组成 组成：具有抗碱成分和抗酸成分。 一般由一对共轭酸碱对组成，共轭酸 称为抗碱成分，共轭碱称为抗酸成分； 要求：两种成分具有足够浓度和一定比例。
结论 HAc — NaAc 混合溶液具有抵抗外来 少量强酸、强碱而保持pH基本不变的 能力。
3.缓冲溶液的缓冲作用机制
以HAc-NaAc缓冲溶液体系为例子
加以说明：
Байду номын сангаас
关键在平衡移动
HAc + H2O
NaAc
H3O+ + AcNa+ + Ac-
保持[H+ ]不变
以HAc-NaAc缓冲溶液为例（与酸作用）
缓冲系
HAc-NaAc
H2CO3-NaHCO3 H3PO4-NaH2PO4
Tris·HCl -Tris
H2C8H4O4- KHC8H4O4 NH4Cl - NH3
CH3NH3+Cl - CH3NH2 NaH2PO4- Na2HPO4 Na2HPO4- Na3PO4
质子转移平衡
HAc+H2O
H2CO3+ H2O
平衡向左移动
少量H+
HAc + H2O
H3O+ + Ac-
NaAc
Na+ + Ac-
以HAc-NaAc缓冲溶液为例（与碱作用）
平衡向右移动
少量OH-
HAc + H2O
H3O+ + Ac-
NaAc
Na+ + Ac-
缓冲作用的机制：
在缓冲溶液中，由于浓度较大的弱酸及其 共轭碱间质子转移平衡的存在，抗酸时消耗 共轭碱；抗碱时消耗弱酸。因此，能使缓冲 溶液的pH值基本保持不变。
[HB]
……(1)
注意：[B-]和[HB]均为平衡浓度； [B-] / [HB]称为缓冲比； [B-] + [HB] 为缓冲溶液的总浓度。
此式为计算缓冲溶液pH值的 Henderson-Hasselbalch方程式
或：
为什么可这样表达？
pH = pKa + lg
c(B-) c(HB)
……(2)
例：在1L混合液中，含有0.10molHAc 和0.10molNaAc (HAc:pKa=4.76)
总浓度为0.05—0.2mol·L-1
两种成分合称为缓冲系 (buffer system)或缓 冲对(buffer pair)。
第一节 缓冲溶液及缓冲机制
组成示意图
共轭酸
HAc
共轭碱
NaAc
NH4Cl H2PO4-
NH3·H2O HPO42-
抗碱成分
缓冲系
抗酸成分
第一节 缓冲溶液及缓冲机制
常见的缓冲系表4-1p56
H3PO4+H2O Tris·H++H2O
H2C8H4O4+H2O NH4++H2O
CH3NH3++H2O H2PO4-+H2O HPO42-+H2O
Ac-+H3O+ HCO3-+H3O+ H2PO4-+H3O+
Tris+H3O+ HC8H4O4-+H3O+ NH3+H3O+ CH3NH2+H3O+ HPO42-+H3O+ PO43-+H3O+
用缓冲溶液配方和标准缓冲溶液。 熟悉血液中的主要缓冲系及在稳定血液pH过程中
的作用。
第一节 缓冲溶液及缓冲机制
一、缓冲溶液及其作用机制
1. 缓冲溶液 (buffer solution):
缓冲？
定义：
2. 缓冲作用 (buffer action):
缓冲溶液对强酸、强碱或稀释的 抵抗作用。
强调
第一节 缓冲溶液及缓冲机制
第一节 缓冲溶液及缓冲机制
0.10 mol·L-1 HAc — 0.10 mol·L-1 NaAc溶液
0.10 mol·L-1 HAc — 0.10 mol·L-1 NaAc溶液 溶液中加入HCl到 0.010 mol·L-1 ，溶液 的pH由4.75变为4.74， 改变仅0.01pH单位。
第一节 缓冲溶液及缓冲机制
正常人体血液的pH=7.35~7.45 pH﹤6.8 或 pH﹥7.8→→死亡
求下列溶液等体积混合后的[H3O+]
0.1mol·L-1HAc + 0.1mol·L-1NaAc
HAc + H2O = Ac- + H3O+
Ka=
[H3O+] ·[Ac-] [HAc]
Ka ·[HAc] [H3O+]= [Ac-]
第一节 缓冲溶液有及什么缓优冲点机？制
在实际应用中，还采用酸碱反应的生成物与剩 余的反应物组成缓冲系。 弱酸（过量）+ 强碱，如HAc+NaOH 强酸 + 弱碱（过量），如NH3• H20+HCl
1.HCl 和 NaOH 溶液常备试剂，容易获得。 2.弱酸或弱碱的浓度即缓冲系的总浓度。 3.通常缓冲溶液的pH需要在pH计监控下调
第四章 缓冲溶液
Buffer Solution
血液中的缓冲系
CO2 + H2O
H2CO3
H+ + HCO3-
学习要求
掌握缓冲溶液的概念、组成和缓冲机理。 掌握影响缓冲溶液pH的因素、应用Henderson-
Hasselbalch方程式计算缓冲溶液的pH值。 掌握缓冲容量的概念、影响因素及有关计算。 熟悉配制缓冲溶液的原则和方法。了解医学上常