医用化学-第5章-5缓冲溶液

平衡移动结果：外来OH－被HAc消耗。HAc 解离补充了消耗
的H＋，pH没有明显升高
抗碱缓冲作用
用图形说明HAc~NaAc缓冲体系的作用原理
Ac－
HAa
+OH－
Ac－ HAa
+H+
HAa
Ac－
平衡时
抗碱 成分
抗酸 成分
三、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)
HAc + NaOH NaAc + H2O
3.人体血液中的主要缓冲对是
A.H2CO3～HCO3B.H2PO4-～HPO42C.HnP～Hn-1P-(HnP代表蛋白质) D.H2b～Hb-(血红蛋白)
4.在HAc+NaAc的缓冲溶液中，其抗酸成分是 A. HAc B. Ac- C.水 D. H+
体系中H3O + 没有明显增大
→
平衡移动方向
外来H+
+
→
HAc 体系中存在大量Ac－抗酸成分）
平衡移动结果：外来H+被Ac－消耗。溶液pH没有
明显降低
抗酸缓冲作用
②在HAc~NaAc缓冲体系中加入少量强碱时：
HAc + H2O
Ac－ + H3O +
因体系中存在大量HAc，在消耗 H3O +后HAc的电离 平衡右移，会电离出更多的H3O +补充其消耗的 H3O + 。HAc制止了OH－增大，叫做抗碱成分
一、缓冲溶液
实验：样品1，1L 0.10mol·L-1NaCl溶液 样品2， 1L 蒸馏水 样品3， 1L 含HAc和NaAc均为0.10mol的溶液
操作：分别加入0.010mol强酸（HCl）和0.010mol的NaOH 观察现象：用pH试纸测其pH值，观察pH值的变化 结论：在1L 0.10mol·L-1NaCl溶液和蒸馏水中，对加入少量
2.缓冲作用：缓冲溶液对强酸、强碱或稀释的抵抗作用。 原理：同离子效应 3.缓冲溶液的组成：由足够浓度的共轭酸碱对组成。 4.缓冲系或缓冲对：构成缓冲溶液的共轭酸及其共扼碱。
二、缓冲原理
以HAc~NaAc缓冲体系为例
HAc+H2O
H3O+ + Ac-（NaAc）
体系中存在大 量HAc和Ac－
+OH- 平衡移动方向
pKa(25°C) 4.76 6.35 2.89 8.08 9.25 10.63 2.16 7.21 12.32
常见缓冲系
溶液
浓度(mol·L-1)
酒石酸氢钾 (KHC4H4O6) 邻苯二甲酸氢钾 (KHC8H4O4)
KH2PO4~ Na2HPO4
KH2PO4~ Na2HPO4
硼砂
(Na2B4O7·10H2O)
由于体系中被加入了大量的Ac-，所以HAc的离解
平衡向__左___移动，HAc的离解度_减__小____
加入强酸HCl的情况呢？ 同上
知识回顾：同离子效应
同离子效应：向弱电解质溶液中加入具
有相同离子（阳离子或阴离子）的强电解 质后，弱电解质离解度降低的现象。
电离平衡发生左移后，弱酸中H+浓度降低，弱碱中OH-浓度降低。
反应体系的pH值范围。
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 。
细胞正常生理环境、生物体内酶催化反应、微 生物培养、血液的贮存、组织切片等需要稳定 的pH值环境。
血液中的缓冲系
1.人体中最重要的缓冲系: H2CO3～HCO32.血浆中：H2CO3～HCO3-
+H+
强碱
强酸
结论：抗酸成分：共轭碱 抗碱成分：共轭酸
二、缓冲原理
以HAc~NaAc缓冲体系为例：
HAc + H2O
H3O + + Ac－
因NaAc的同离子效应 抑制了HAc 的解离
体系中存在大量HAc和Ac－
①在HAc~NaAc缓冲体系中加入少量强酸时：
HAc + H2O
H3O + + Ac－
K2HPO4
常见缓冲系
»º ³å ϵ
HAc-NaAc H2CO3-NaHCO3 H2C8H4O4- KHC8H4O4* Tris×HCl-Tris** NH4Cl-NH3 CH3NH3+Cl-- CH3NH2*** H3PO4-NaH2PO4 NaH2PO4 -Na2HPO4 Na2HPO4-Na3PO4
的HCl和NaOH的pH值的变化明显；HAc和NaAc混合溶液有抵 抗外来少量强酸、强碱而保持pH值基本不变的能力。
NaCl solution
滴加HCl 甲基橙
HAc-NaAc system
滴加HCl
一、缓冲溶液 Buffer Solution
1.定义：能够抵抗外来少量强酸、强碱或稍加稀释而保持 pH基本不变的溶液。
当碱进入血液时：H+ 与OH-生成水，使平衡向右移，多生成的H+ （抑制了pH值的升高）与HCO3- ， HCO3-与Na + 结合成 NaHCO3， NaHCO3可通过肾脏调节降低其浓度。使可使 pH值稳定在正常范围。
练习题
1.下列各组溶液，有缓冲作用的是
A. 0.2 mol·L-1KCl
C
B. 0.02 mol·L-1 NH3·H2O C. 0.2 mol·L-1 NaH2PO4和0.2 mol·L-1 Na2HPO4 D. 0.01 mol·L-1HAc和0.2 mol·L-1HCl
饱和，25℃ 0.05
0.025，0.025 0.008695，0.03043
0.01
pH(25℃) 3.557 4.008 6.865 7.413 9.180
温度系数 (ΔpH·℃-1)
-0.001
+0.001
-0.003
-0.003
-0.008
五、学习缓冲溶液的意义
科学研究、工业生产等许多情况下需要控制
四、缓冲溶液组成
弱酸-弱酸盐： HAc~NaAc ，KH2PO4-H3PO4 ， H3BO3-NaB4O7 ， H2CO3-NaHCO3
弱碱-弱碱盐: NH3-H2O– NH4Cl 正盐-酸式盐:NaHCO3-Na2CO3 多元酸-对应的次级盐:H2CO3-NaHCO3 KH2PO4-
H2PO4-～HPO42HnP～Hn-1P-(HnP代表蛋白质) 3.红细胞中：H2b～Hb-(血红蛋白)
H2bO2～HbO2-(氧合血红蛋白) H2CO3～HCO3H2PO4-～HPO42-
血液中的缓冲系
在血液中存在的主要缓冲对有H2CO3～HCO3- 、 H2PO4-～ HPO42- 等，其中以碳酸缓冲系在血液中浓度最高，缓冲 能力最大，在维持血液正常pH值中发挥的作用最重要。
或c(碱)/c(盐)的变化小，pH变化也就越小。 4.在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。
三、缓冲溶液的特性
5.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。只能在Kaθ±1的范围内发挥作用。
6.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。 稀释过度，缓冲系物质的浓度不足，溶液丧失缓冲 能力。
作用和肾肺的调节作用的结果。
H2CO3
+OH+H+
HCO3-
肺
CO2+H2O
肾
H2CO3
HCO3- + H+
NaHCO3 === Na + + HCO3-
当酸进入血液时：H+ 与HCO3-生成了H2CO3， H2CO3肺中分解成二 氧化碳（呼出）和水，其平衡向左移，及时消除了血液 中增加的H+可使pH值稳定在正常范围。
2.下列各组溶液，有缓冲作用的是 C
A.0.1 mol·L-1HAc 20mL B.0.1 mol·L-1HAc 20mL + 0.1 mol·L-1NaOH 20mL C.0.1 mol·L-1HAc 20mL + 0.1 mol·L-1NaOH 10mL D.0.1 mol·L-1NaCl20mL + 0.1 mol·L-1NaOH 20mL
ÖÊ ×Ó ×ª ÒÆ Æ½ ºâ
HAc +H2O
H2CO3 +H2O
H2C8H4O4 +H2O Tris×H+ +H2O NH4+ +H2O
CH3NH3+ +H2O
H3PO4 +H2O H2PO4- +H2O HPO42- +H2O
Ac-+ H3O+ HCO3-+ H3O+ HC8H4O4-+ H3O+ Tris + H3O+ NH3+ H3O+ CH3NH2+ H3O+ H2PO4-+ H3O+ HPO42-+ H3O+ PO43-+ H3O+
第五章电解质溶液
第5节 缓冲溶液
课件设计：赵民生 2019-02
学习要求
一.掌握缓冲溶液定义 二.掌握缓冲溶液的作用原理 三.掌握缓冲溶液的特性 四.掌握缓冲溶液的组成 五.了解学习缓冲溶液的意义
知识回顾：同离子效应
一定温度下弱酸HAc在溶液中存在：
HAc
H+ + Ac－
若在此平衡系统中加入NaAc，则： NaAc → Na+ + Ac－
人体中缓冲溶液pH值的计算用Pka’血浆中：H2CO3～
HCO3-（ pKa’=6.10 ）
pH

pK
, a

lg
[HCO
3
]
[CO 2 ]溶解
pH 6.10 lg
[HCO
3
]
[CO 2 ]溶解
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血液中的缓冲系
血液的pH值之所以恒定在7.35-7.45之 间，是由于血液中各种缓冲系的缓冲
5.名词解释：缓冲溶液 6.简述，人体血液中的酸碱度是如何维持的？