医用化学-缓冲溶液
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c( NH 3 ) 300 0.10 100 0.10 0.050 mol L1 300 100
c( NH 4 )
pKa pKw pKb 14 4.75 9.25
pH pKa lg
100 0.10 0.025 mol L1 300 100
c( NH 3 ) 0.050 9 . 25 lg 9.55 c( NH 4 ) 0.025
例3-4 将300 mL 0.10 mol· L-1 HAc溶液和200 mL 0.10 mol· L-1 NaAc溶液混合，求此缓冲溶液的pH；并计算在此 缓冲溶液中分别加入10 mL 0.10 mol·L-1 HCl溶液，10 mL 0.10 mol· L-1 NaOH溶液和100 mL纯水后缓冲溶液 pH 的变化。 解： 1．求原缓冲溶液的 pH pK a = 4.75， 该缓冲溶液的缓冲系为 HAc - Ac-，HAc的 溶液中HAc和Ac- 的浓度分别为：
根据缓冲对的组成成分不同，缓冲溶液可分 为以下三种类型：
1．弱酸及其对应的共轭碱 CH3COOH — CH3COONa 2．弱碱及其对应的共轭酸 NH3· H2O — NH4Cl 3．两性物质及其对应的共轭酸或共轭碱 NaHCO3 — Na2CO3 NaHCO3 — H2CO3
NaH2PO4 — Na2HPO4
第2节 缓冲溶液pH的计算 一、缓冲溶液pH的计算公 式 如果用HA - A- 代表任意一对缓冲对，则HA 与
A-之间存在下列质子转移平衡： HA + H2O
Ka H 3 O A
H3O+ + A-
HA
H O K HA A
3 a
pH pKa
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。
一、缓冲溶液pH的影响因 素
二、缓冲溶液pH的计算示例
例3-1 将0.10 mol· L-1 HAc溶液50 mL与0.10 mol· L-1 NaAc溶液20 mL混合，求此混合溶液的pH。 pK a HAc的 =4.75） （已知
解：
c( HAc )
0.1 50 5 0.071mol L1 50 20 70
c( Ac )
0.1 20 2 0.029 mol L1 50 20 70
0.029 c( Ac ) 4.75 lg pH pKa lg c( HAc) 0.071
4.36
例3-2 将0.10 mol· L-1 NH4Cl溶液和0.20 mol· L1 NH · 3 H2O溶液等体积混合，求此混合溶液的pH。
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。
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② HAc + H2O
H3O+ + Ac-
H2O的 pK b = 4.75 解：NH3·
pKb
NH4+ 的 pK a pK w pK b =14 - 4.75 = 9.25
0.10 c ( NH ) 0.050 mol L1 2
4
c( NH 3 H 2 O )
0.20 0.10 mol L1 2
pH pKa lg
二、缓冲溶液的组成 缓冲溶液中同时含有抗酸和抗碱两种成分， 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）。
二、缓冲溶液的组成
学习目标：
1．掌握缓冲溶液的pH计算公式，并能利用 公式进行相关计算 2．理解缓冲溶液的缓冲原理和配制方法 3．了解影响缓冲容量的因素和血液中的主要 缓冲系
第1节 缓冲溶液的组成及其作用 一、缓冲溶液的概念 缓冲作用（buffer action）：能抵抗外 加少量强酸、强碱或稀释而保持溶液pH 基 本不变的作用。 缓冲溶液（buffer solution）：具有缓 冲作用的溶液。
A lg
[HA] = c( HA) [A-] = c( A )
HA
c( A ) pH pKa lg c( HA)
1.缓冲溶液的pH主要取决于缓冲对中HA的解离 常数，其次是共轭碱与共轭酸的分析浓度之比， 即缓冲比。 2.的大小取决于缓冲对物质的本性，不同的缓冲 对具有不同的。当缓冲溶液的缓冲对确定后，缓 冲溶液的pH只取决于缓冲比。缓冲比为时pH pK a 3.对缓冲溶液进行适当稀释时，弱酸及其共轭碱 的浓度同时降低，但缓冲比不变，故缓冲溶液的 pH也基本不变。
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：
c( NH 4 )
pKa pKw pKb 14 4.75 9.25
pH pKa lg
100 0.10 0.025 mol L1 300 100
c( NH 3 ) 0.050 9 . 25 lg 9.55 c( NH 4 ) 0.025
例3-4 将300 mL 0.10 mol· L-1 HAc溶液和200 mL 0.10 mol· L-1 NaAc溶液混合，求此缓冲溶液的pH；并计算在此 缓冲溶液中分别加入10 mL 0.10 mol·L-1 HCl溶液，10 mL 0.10 mol· L-1 NaOH溶液和100 mL纯水后缓冲溶液 pH 的变化。 解： 1．求原缓冲溶液的 pH pK a = 4.75， 该缓冲溶液的缓冲系为 HAc - Ac-，HAc的 溶液中HAc和Ac- 的浓度分别为：
根据缓冲对的组成成分不同，缓冲溶液可分 为以下三种类型：
1．弱酸及其对应的共轭碱 CH3COOH — CH3COONa 2．弱碱及其对应的共轭酸 NH3· H2O — NH4Cl 3．两性物质及其对应的共轭酸或共轭碱 NaHCO3 — Na2CO3 NaHCO3 — H2CO3
NaH2PO4 — Na2HPO4
第2节 缓冲溶液pH的计算 一、缓冲溶液pH的计算公 式 如果用HA - A- 代表任意一对缓冲对，则HA 与
A-之间存在下列质子转移平衡： HA + H2O
Ka H 3 O A
H3O+ + A-
HA
H O K HA A
3 a
pH pKa
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。
一、缓冲溶液pH的影响因 素
二、缓冲溶液pH的计算示例
例3-1 将0.10 mol· L-1 HAc溶液50 mL与0.10 mol· L-1 NaAc溶液20 mL混合，求此混合溶液的pH。 pK a HAc的 =4.75） （已知
解：
c( HAc )
0.1 50 5 0.071mol L1 50 20 70
c( Ac )
0.1 20 2 0.029 mol L1 50 20 70
0.029 c( Ac ) 4.75 lg pH pKa lg c( HAc) 0.071
4.36
例3-2 将0.10 mol· L-1 NH4Cl溶液和0.20 mol· L1 NH · 3 H2O溶液等体积混合，求此混合溶液的pH。
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。
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② HAc + H2O
H3O+ + Ac-
H2O的 pK b = 4.75 解：NH3·
pKb
NH4+ 的 pK a pK w pK b =14 - 4.75 = 9.25
0.10 c ( NH ) 0.050 mol L1 2
4
c( NH 3 H 2 O )
0.20 0.10 mol L1 2
pH pKa lg
二、缓冲溶液的组成 缓冲溶液中同时含有抗酸和抗碱两种成分， 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）。
二、缓冲溶液的组成
学习目标：
1．掌握缓冲溶液的pH计算公式，并能利用 公式进行相关计算 2．理解缓冲溶液的缓冲原理和配制方法 3．了解影响缓冲容量的因素和血液中的主要 缓冲系
第1节 缓冲溶液的组成及其作用 一、缓冲溶液的概念 缓冲作用（buffer action）：能抵抗外 加少量强酸、强碱或稀释而保持溶液pH 基 本不变的作用。 缓冲溶液（buffer solution）：具有缓 冲作用的溶液。
A lg
[HA] = c( HA) [A-] = c( A )
HA
c( A ) pH pKa lg c( HA)
1.缓冲溶液的pH主要取决于缓冲对中HA的解离 常数，其次是共轭碱与共轭酸的分析浓度之比， 即缓冲比。 2.的大小取决于缓冲对物质的本性，不同的缓冲 对具有不同的。当缓冲溶液的缓冲对确定后，缓 冲溶液的pH只取决于缓冲比。缓冲比为时pH pK a 3.对缓冲溶液进行适当稀释时，弱酸及其共轭碱 的浓度同时降低，但缓冲比不变，故缓冲溶液的 pH也基本不变。
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：