医学基础化学-第4章 缓冲溶液

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1、第4章buffersolution缓冲溶液4.1缓冲溶液及缓冲机制4.2缓冲溶液pH值的计算4.3缓冲容量和缓冲范围4.4缓冲溶液的配制4.5血液中的缓冲系缓冲溶液许多化学反应，特别是生物体内的反应，只有在一定pH值的条件下才能正常进行。如配位滴定测水总硬度终点变色与pH值控制有关酶的活性pH稍稍偏离，则大为降低甚至丧失人的体液超出正常pH范围，则会生病或死亡因此，维持溶液和体液的pH值基本不变，在化学和医学上都意义重大。成人胃液0.9~1.5婴儿胃液5.0柠檬汁2.4醋3.0葡萄汁3.2橙汁3.5尿4.8~8.4唾液6.5~7.5牛奶6.5乳汁

2、6.0~6.9血液、脑脊液7.35~7.45眼泪7.4胰液7.5~8.0小肠液~7.6大肠液8.3~8.4一些常见体液和果汁的pH值4.1缓冲溶液(buffersolution)及缓冲机制加入1滴(0.05ml)1mol·L-1HCl加入1滴(0.05ml)1mol·L-1NaOH实验：50mlNaClpH=3pH=110.20mol·L-1pH=750mlHAc-NaAc(均为0.10mol·L-1)pH=4.74pH=4.73pH=4.75NaClHAc–NaAc绿绿H++红+OH–H++蓝黄绿+OH–蓝绿酸性中性碱性通用指示剂这种能抵抗外来

3、少量强酸、强碱或稍加稀释，而保持其pH值基本不变的溶液称为缓冲溶液（buffersolution）。其抵抗作用称为缓冲作用（bufferaction）。缓冲溶液在化学和生物医学系统中占有重要地位。思考：按酸碱质子理论，什么样的溶液具有这种作用呢？缓冲溶液的定义1、较浓的强酸或强碱2、两性物质3、足够浓度的共轭酸碱对的两种物质，合称为缓冲系（buffersystem）或缓冲对（bufferpair）。——本章主要介绍对象缓冲溶液的组成某些常见的缓冲系缓冲系pKaΘ(25℃)pH范围HAc-NaAc4.763.76~5.76H2CO3-NaHCO36

4、.355.35~7.35H3PO4-NaH2PO42.161.16~3.16NH4Cl-NH39.258.25~10.25NaH2PO4-Na2HPO47.216.2~8.2Na2HPO4-Na3PO412.3211.3~13.3缓冲作用机制以HAc–NaAc为例来说明缓冲溶液的作用机制HAc+H2OH3O++Ac–NaAcNa++Ac–HAc本身为弱电解质，又由于Ac–同离子效应的影响，故几乎全部以分子的形式存在。在此混合体系中：Na+、HAc、Ac–的浓度较大，其中HAc—Ac–为共轭酸碱对。HAc+OH–Ac–+H2OH++平衡右移抗酸成分

5、anti-acidmechanismH2OHAc+H2OH3O++Ac–+OH–H2O平衡右移抗碱成分anti-basemechanism4.2缓冲溶液pH值的计算以HB-NaB组成的缓冲体系为例：HB+H2OH3O++B–NaBNa++B–Ka=[H3O+][B–][HB][H3O+]=Ka[HB][B–]两边同时取负对数可得：缓冲溶液pH值的近似计算公式pH=pKa+lg[B–][HB]=pKa+lg[共轭碱][共轭酸]亨德森(Henderson-Hasselbalch)方程式中pKa：共轭酸酸常数的负对数[B–]、[HB]：平衡浓度[B–]

6、/[HB]：缓冲比，[B–]+[HB]：总浓度[HB]=cHBcHB解离[B–]=cNaB+cHB解离cHBcNaBpH=pKa+lgcB–cHB=pKa+lgnB–/VnHB/V=pKa+lgnB–nHB若使用相同浓度的弱酸及其共轭碱配制缓冲溶液，则c0B–=c0HB（混合前）。混合体系中pH=pKa+lgc0B–•VB–c0HB•VHB=pKa+lgVB–VHB上述三种计算式是不同的表示形式。例：若在50.00ml0.150mol·L-1NH3(aq)和0.200mol·L-1NH4Cl组成的缓冲溶液中，加入0.10ml1.00mol·

7、L-1的HCl，求加入HCl前后溶液的pH值各为多少？解：加入HCl前:加入HCl后:NH3(aq)+H2O(l)NH4+(aq)+OH-(aq)加HCl前0.150-0.0020-x0.200+0.0020+xx0.1500.200加HCl后0.150-0.00200.200+0.0020平衡浓度当缓冲溶液中外加少量强酸时：根据缓冲机制和平衡移动原理：pH=pKa+lg[共轭碱][酸]外加[共轭酸]+[酸]外加当缓冲溶液中外加少量强碱时：pH=pKa+lg[共轭碱]+[碱]外加[共轭酸][碱]外加讨论：上述计算缓冲溶液pH值的公式是否准确

8、、严谨？计算值与pH计的实验测量值是否吻合？影响因素有哪些？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