03缓冲溶液

nullnull南京医科大学药学院 许贯虹第三章 缓冲溶液nullwww.njmu.edu.cn南京医科大学药学院 许贯虹*缓冲溶液缓冲 机制 综治信访维稳工作机制反恐怖工作机制企业员工晋升机制公司员工晋升机制员工晋升机制图 缓冲作用pH＝pKa+lg 推论 1 2 3β （1）定义 （2）β 极大值 （3）影响因素： 总浓度、缓冲比缓冲范围 配制原则 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 缓冲液医学应用一、缓冲溶液组成和作用机理www.njmu.edu.cn南京医科大学药学院 许贯虹一、缓冲溶液组成和作用机理* 能够抵抗外来少量强酸、强碱或稍加稀释而保持其pH基本不变的溶液，称为缓冲溶液（buffer solution）。 缓冲溶液对强酸、强碱或稀释的抵抗作用，称为缓冲作用（buffer action）。 pH< 2的强酸溶液以及pH >12的强碱溶液也具有缓冲作用nullwww.njmu.edu.cn南京医科大学药学院 许贯虹*100mL HCl pH = 5.00nullwww.njmu.edu.cn南京医科大学药学院 许贯虹* 滴加少量强酸、强碱后pH变化很大滴加1ml 1mol·L-1HCl滴加1ml 1mol·L-1NaOHnullwww.njmu.edu.cn南京医科大学药学院 许贯虹*100mL 醋酸和醋酸钠溶液 pH=5.00nullwww.njmu.edu.cn南京医科大学药学院 许贯虹*滴加少量强酸、强碱pH几乎不变滴加1ml 1mol·L-1HCl滴加1ml 1mol·L-1NaOH实 验 小 结www.njmu.edu.cn南京医科大学药学院 许贯虹实 验 小 结*100 mL HCl pH = 5.00滴加1ml 1mol·L-1HClpH=2.00滴加1ml 1mol · L-1NaOHpH=12.00100 mL HAc ~ NaAc pH = 5.00 滴加1ml 1mol·L-1HClpH=5.02滴加1ml 1mol · L-1NaOHpH=4.98(一）缓冲溶液的组成www.njmu.edu.cn南京医科大学药学院 许贯虹(一）缓冲溶液的组成*1. 弱酸及其共轭碱组成的缓冲液 HAc – Ac-, HCN – CN-, H2CO3–HCO3- 2. 弱碱及其共轭酸组成的缓冲液 NH3 – NH4+, CH3NH2 – CH3NH3+ …3. 酸式盐及其共轭碱组成的缓冲液 H2PO4- – HPO42- , HCO3- – CO32- …甲胺-甲胺盐酸盐缓冲溶液是由足够浓度的共轭酸碱对两种物质组成的　组成缓冲溶液的共轭酸碱对被称为缓冲系(buffer system)或缓冲对(buffer pair)。 （二）缓冲溶液的机理www.njmu.edu.cnNJMU-Xu Guanhong（二）缓冲溶液的机理*缓冲系 :HA ~ NaA缓冲溶液的机理www.njmu.edu.cnNJMU-Xu Guanhong缓冲溶液的机理*缓冲系 :HA ~ NaAA- 的主要来源缓冲溶液的机理www.njmu.edu.cnNJMU-Xu Guanhong缓冲溶液的机理*加入 强酸 H+ 缓冲溶液的机理www.njmu.edu.cnNJMU-Xu Guanhong缓冲溶液的机理*加入 强碱 OH- 缓冲溶液的机理www.njmu.edu.cnNJMU-Xu Guanhong缓冲溶液的机理*缓冲溶液的机理www.njmu.edu.cnNJMU-Xu Guanhong缓冲溶液的机理*不 变（二）缓冲溶液的机理www.njmu.edu.cn南京医科大学药学院 许贯虹（二）缓冲溶液的机理*NaAc Na＋ ＋ Ac- 抗酸成分：缓冲对中的共轭碱抗碱成分：缓冲对中的共轭酸强酸、强碱的缓冲机理不一样二、缓冲溶液的计算www.njmu.edu.cn南京医科大学药学院 许贯虹二、缓冲溶液的计算*NaB Na＋ ＋ B- Henderson-Hasselbalch方程式缓冲比公式的几种变形www.njmu.edu.cn南京医科大学药学院 许贯虹公式的几种变形* 若用同样浓度的弱酸和其共轭碱来配制缓冲溶液，可用下列公式总之www.njmu.edu.cn南京医科大学药学院 许贯虹总之* 缓冲溶液的pH取决于缓冲系中弱酸的pKa， 温度对其有影响 同一缓冲系的缓冲溶液，pH随缓冲比的改变而改变 缓冲溶液在稍加稀释时，pH 基本不变。只有当稀释到一定程度（溶液电离度和离子强度发生较大变化），溶液pH 会发生变化缓冲比等于1时，pH＝pKa例题www.njmu.edu.cn南京医科大学药学院 许贯虹例题* 计算0.10 mol·L-1 NH3 50mL 和 0.20 mol·L-1 NH4Cl 30 mL混合溶液的pH。K(NH3)=1.79×10-5pH＝9.17例题www.njmu.edu.cn南京医科大学药学院 许贯虹例题* “将NH3-NH4Cl缓冲溶液稀释一倍，溶液中的[OH- ]减少到原来的1/2”，对吗？答：错！例题www.njmu.edu.cn南京医科大学药学院 许贯虹例题*判断正误： 0.1mol·L-1HAc 与0.1mol·L-1 NaAc等体积混合配制的缓冲溶液pH = 4.75，是酸性溶液，所以只能抗碱不能抗酸。 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 上例题书上例题*例题3-1缓冲溶液pH的校正缓冲溶液pH的校正*自学（三）缓冲容量和缓冲范围www.njmu.edu.cn南京医科大学药学院 许贯虹（三）缓冲容量和缓冲范围*缓冲容量是衡量缓冲溶液的缓冲能力的物理量。 定义：单位体积缓冲溶液的pH值改变1（即pH=1）时，所需加入一元强酸或一元强碱的物质的量。 （某一范围内的平均缓冲容量）（缓冲溶液的瞬时缓冲容量）讨论www.njmu.edu.cn南京医科大学药学院 许贯虹讨论* dn和V一定，|dpH|愈小，β愈大，缓冲能力越强 |dpH|和V一定，dn愈大，β愈大，缓冲能力越强 恒大于零，单位： mol·L-1·pH-1 缓冲容量随缓冲溶液pH值的改变而改变 缓冲容量随缓冲溶液缓冲比的改变而改变缓冲容量与缓冲溶液浓度的关系www.njmu.edu.cn南京医科大学药学院 许贯虹缓冲容量与缓冲溶液浓度的关系*[HB] [B-]c总＝[HB]+[B-] β极大＝2.303×(c总/2)(c总/2)/c总＝0.576c总 推导过程（了解）www.njmu.edu.cn南京医科大学药学院 许贯虹推导过程（了解）*nullwww.njmu.edu.cn南京医科大学药学院 许贯虹*影响缓冲容量的因素www.njmu.edu.cn南京医科大学药学院 许贯虹影响缓冲容量的因素*(1) 0.05 mol·L-1 HCl (4) 0.05 mol·L-1KH2PO4+NaOH (2) 0.1mol·L-1 HAc+NaOH (5) 0.05 mol·L-1 H3BO3+NaOH (3) 0.2mol·L-1 HAc+NaOH (6) 0.02mol·L-1 NaOH4.75结论www.njmu.edu.cn南京医科大学药学院 许贯虹结论*3. 缓冲比一定时，总浓度越大缓冲容量越大2. 总浓度一定时，缓冲比为1:1时，缓冲容量极大1. 强酸、强碱溶液，浓度越大，缓冲容量越大4. 不同的缓冲系，c总相同，β极大相同例题www.njmu.edu.cn南京医科大学药学院 许贯虹例题*下列溶液β最大的是： A. 1L中含0.06molHAc 与0.03molNaAc B. 1L中含0.05molHAc 与0.04molNaAc C. 1L中含0.02molHAc 与0.07molNaAc D. 1L中含0.01molHAc 与0.08molNaAc c总都为0 .09mol ·L-1， 再看缓冲比，哪个接近1:1，所以选B思考题www.njmu.edu.cn南京医科大学药学院 许贯虹思考题*判断正误： 0.1mol·L-1HAc 与0.1mol·L-1NaOH等体积混合后，该溶液缓冲容量最大。缓冲范围www.njmu.edu.cn南京医科大学药学院 许贯虹缓冲范围*　　同一缓冲系，总浓度一定时，缓冲比越远离1，缓冲容量越小。当缓冲比大于10:1或小于1:10时，可认为缓冲溶液已基本失去缓冲能力。缓冲范围：pH＝pKa±1四、缓冲溶液的配制www.njmu.edu.cn南京医科大学药学院 许贯虹四、缓冲溶液的配制*1. 选择合适的缓冲系pH在pKa±1范围内 pH接近pKa2. 生物医学中配制缓冲溶液的总浓度要适宜0.05～0.2( or 0.5)mol·L－13. 计算所需缓冲系各物质的量4. 校正例题www.njmu.edu.cn南京医科大学药学院 许贯虹例题* 已知: H3PO4的各级酸常数是pKa1=2.12, pKa2=7.21, pKa3=12.67。 问：欲配制pH = 7.40的缓冲溶液，应选择什么作缓冲对？ 而Ka 2是H2PO4-的酸常数， ∴ H2PO4-作共轭酸， 则共轭碱就是HPO42- 解: ∵ pKa2=7.21最接近7.40∴应该选择H2PO4-–HPO42-作缓冲系例题www.njmu.edu.cn南京医科大学药学院 许贯虹例题*已知:pKa(HAc)=4.75, pKb(NH3)=4.75, pKa(H2PO4-)=7.21 若配制pH= 9 的缓冲溶液，选择下面哪个缓冲系最好？ A. HAc-NaAc B. NH3-NH4Cl C. NaH2PO4 -Na2HPO4 B 最好 pKNH4+ =14.00－4.75 = 9. 25思考题www.njmu.edu.cn南京医科大学药学院 许贯虹思考题* 配制缓冲溶液既可以用共轭酸、碱对混合，一般常用在一种弱酸中加入NaOH或一种强碱中加入HCl的方法进行配制。 在1 L 0.1 mol·L-1 的HAc 中加入少量固体 NaOH 来配制某缓冲溶液，假设溶液体积不变，问溶液总浓度为多少？是不是NaOH加得越多，总浓度越大？nullwww.njmu.edu.cn南京医科大学药学院 许贯虹* 例题：柠檬酸（H3Cit）及盐是一种多质子酸缓冲体系，常用于培养基中。如在 0.200 mol·L-1 柠檬酸 500 ml 中，需加入 0.400 mol·L-1 的NaOH溶液多少 ml，才能配成 pH＝5.00 的缓冲溶液？（已知H3Cit的pKa1=3.13，pKa2=4.76，pKa3=6.40）选择缓冲系为：H2Cit－-HCit2－溶液中 n(H3Cit) = 0.200×0.500 = 0.100mol = n (H2Cit－) + n (HCit2－)nullwww.njmu.edu.cn南京医科大学药学院 许贯虹*耗用 n(NaOH)＝1×0.0365 + 2×0.0635 ＝0.1635 moln(NaOH)=c(NaOH) ×V(NaOH)V(NaOH) = 0.1635/0.400 = 0.4088 L = 408.8mL书上例题书上例题*例题3-3 例题3-4 例题3-5 标准缓冲溶液-性质稳定www.njmu.edu.cn南京医科大学药学院 许贯虹标准缓冲溶液-性质稳定*酒石酸氢钾www.njmu.edu.cn南京医科大学药学院 许贯虹酒石酸氢钾*pKa1=2.98，缓冲范围为1.98～3.98pKa2=4.30，缓冲范围为3.30～5.30 体系中有足够浓度的抗酸、抗碱成分，且两个缓冲范围有重合，增强缓冲能力。 nullwww.njmu.edu.cn南京医科大学药学院 许贯虹*常用缓冲溶液www.njmu.edu.cn南京医科大学药学院 许贯虹常用缓冲溶液*Tris－Tris·HCl缓冲体系(三羟甲基氨基甲烷 ) H2PO4－－HPO42－缓冲体系五、人体正常pH的维持和失控www.njmu.edu.cn南京医科大学药学院 许贯虹五、人体正常pH的维持和失控*正常人血浆的pH值约为7.35 ~ 7.45血浆中最重要的缓冲对是CO2(溶解)－HCO3－正常人血浆pH：nullwww.njmu.edu.cn南京医科大学药学院 许贯虹* 人体内正常血浆中缓冲能力最强的缓冲系是 HCO3-- CO2(aq) 细胞里起作用的缓冲系主要是 H2PO4-- HPO42- 正常血浆中HCO3-- CO2(aq)缓冲系的缓冲比为 20:1 HCO3-是血浆中含量最多的抗酸成分，称为碱储 由肺的呼吸作用和肾的生理功能补偿或调节使血液中的HCO3－和CO2(aq)的浓度保持相对稳定。nullwww.njmu.edu.cn南京医科大学药学院 许贯虹*缓冲溶液缓冲机制缓冲作用pH＝pKa+lg 推论 1 2 3β （1）定义 （2）β 极大值 （3）影响因素： 总浓度、缓冲比缓冲范围 配制原则标准缓冲液医学应用作业作业*8，11，13