《缓冲溶液》PPT课件

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1、第三章缓冲溶液（BufferSolution）第一节缓冲作用第二节缓冲溶液的pH值第三节缓冲容量引言生物体液都有各自相对稳定的pH值。比如血液pH=7.35～7.45，超过此范围，就会引起酸中毒或碱中毒。而生物体自身代谢一些酸碱物质，如柠檬酸、乳酸等，体外也要引入酸碱物质，但体液pH值并不以这些酸碱性物质的摄入而改变－－体液的缓冲作用。缓冲作用的意义1．本章所讨论的缓冲作用原理，将直接应用于后续课程如病理生理学中，用于理解和探讨人体生理机制和病理生理变化，尤其是体液的酸碱平衡、水盐代谢等正常状态和失调等原因。2．应用于基础医学和临床医学研究中，尤其在生物学、分子生物学、细胞生物学实验

2、中，广泛使用缓冲溶液来维持研究体系的酸碱环境。第一节缓冲作用一、缓冲作用及缓冲溶液的组成50mlH2O1滴1.0mol/LNaOHpH→111滴1.0mol/LHClpH→3

3、ΔpH

4、=41滴1.0mol/LNaOHpH→4.761滴1.0mol/LHClpH→4.740.1mol/LHAc0.1mol/LNaAcpH=4.75

5、ΔpH

6、=0.01缓冲作用：能抵抗外加少量酸、碱或稀释，而自身的pH值基本不变的作用。缓冲溶液：具有缓冲作用的溶液。“少量”、“基本不变”————缓冲作用有限度。缓冲作用应同时具有抗酸和抗碱的双重作用。缓冲作用（bufferaction）缓冲溶液组成HAc-

7、NaAcNH4+-NH3H3PO4-H2PO4-H2PO4--HPO42-HPO42--PO43-质子酸碱理论看：共轭酸碱对——缓冲对(bufferpair)或缓冲系(buffersystem)弱酸及弱酸盐弱碱及弱碱盐多元酸及其次级盐以下混合物溶液都有缓冲作用：二、缓冲溶液的作用机理缓冲溶液的基本状况（1）共轭酸和共轭碱的浓度都较大（2）共轭酸碱对之间存在质子转移平衡HB+H2O=H3O++B-共轭酸共轭碱以HAc-NaAc缓冲溶液为例（与酸作用）少量H+平衡向左移动抗酸成分抗酸作用以HAc-NaAc缓冲溶液为例（与碱作用）：少量OH-平衡向右移动抗碱成分抗碱作用当溶液稍加稀释时，[

8、H+]虽然降低了，但[Ac-]同时也降低了，同离子效应减弱，促使HAc离解以补充H+，所以，溶液中H+浓度不会发生明显改变。总之，缓冲溶液具有抗酸、抗碱和抗稀释作用。（1）较大浓度的共轭酸、共轭碱是缓冲作用的物质基础。（2）共轭酸碱物质之间的质子传递平衡是缓冲作用的内在动力。结论第二节缓冲溶液的pH值计算——Henderson-Hasselbalch（亨德森-哈塞尔巴赫）方程一.亨德森-哈塞尔巴赫方程HB＋H2OH3O+＋B-Henderson-Hasselbalch方程的意义提供了计算缓冲溶液pH值的工具。式中Ka为缓冲系中共轭酸的酸常数。[B-]、[HB]是平衡浓度，但因CHB、

9、CB-都较大，B-对HB的同离子效应，使CHB≈[HB]，CB-≈[B-]，具体计算时平衡浓度可近似用配制浓度代替。计算时注意：……(1)……(2)……(3)例题100mL0.1mol/LHCl与400mL0.1mol/LNH3·H2O混合，求混合后溶液的pH值。解:阐述了影响缓冲溶液pH值的因素:Ka(缓冲系本性)Ka与温度有关，缓冲液的pH值也与温度有关。C(B-)/C(HB)(缓冲比)Ka一定时，缓冲液的pH值决定于缓冲比。因此，对一具体的缓冲系，可通过改变缓冲比来调整其pH值。从方程可反应出，当少量强酸或强碱加入时，由于Ka不变，而缓冲比改变较小，其pH值基本不变。缓冲溶液有

10、限稀释时，Ka与缓冲比均不变，pH不变，即缓冲溶液也有抗稀释的作用。Henderson-Hasselbalch方程的意义对溶液稀释过程pH变化的控制PlotsofpHvs.mLofwateraddedto(a)0.500mLof0.100mol/LHCland(b)0.500mLofasolution0.100mol/LinbothHAcandNaAc.HClNaAc-HAc第三节缓冲容量（buffercapacity）一、缓冲容量（β）的定义OH-pHH+pH使单位体积（1升或1毫升）缓冲溶液的pH值改变1个pH单位时，所需外加一元强酸或一元强碱的物质的量(mol)。利用上式可以推

11、导出缓冲容量的计算公式：缓冲容量是溶液的一个状态参数，当溶液的状态发生变化时，缓冲容量也发生变化。例如，当缓冲溶液被稀释时；往缓冲溶液中加入酸或碱时。二、影响β的因素1.缓冲溶液总浓度C总（CHB+CB-）：当缓冲比一定时，C总越大，抗酸抗碱成分越多，缓冲作用越强。2.缓冲比CB-/CHB：C总一定时，缓冲比越接近于1缓冲作用越强。CB-/CHB=1时(pH=pKa)有最大缓冲能力。βmax=0.576c总缓冲比在0.1～10范围内，缓冲溶液才能发挥缓冲作