医学基础化学—缓冲溶液课件.ppt

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1、第三章 缓冲溶液 Chapter Three Buffer Solution2023/6/1主要内容u缓冲溶液的概念和缓冲作用原理第三章 缓冲溶液（Buffer Solution）u缓冲溶液的pH值u缓冲容量u缓冲溶液配制u缓冲溶液在医学上的应用2023/6/1【内容提要】一、缓冲溶液的缓冲作用和组成二、缓冲类型第一节 缓冲溶液及缓冲作用原理2023/6/1实验1：25 oC 时，纯水的pH=7.00,在1L纯水溶液中加入0.01 mol的强酸(HCl)或0.01mol强碱(NaOH)，溶液的pH发生了显著变化，改变了5个pH单位。结论：纯水易受外加少量强酸或强碱的影响，pH发生显著变化。*纯

2、水不具有抵抗外加少量强酸或强碱而使溶液的pH保持基本不变的能力。*第一节 缓冲溶液及缓冲作用原理2023/6/1实验2：在1L含HAc和NaAc均为0.1molL-1溶液中加入0.01mol的强酸(HCl)，溶液的pH由4.75下降到4.66，仅改变了0.09个pH单位；若改加入0.01mol强碱(NaOH)，溶液的pH由4.75上升到4.84，也仅改变了0.09个pH单位；此混合溶液pH改变很小。如用水稍加稀释时，亦有类似现象，即HAc-NaAc溶液pH保持基本不变。结论：HAc-NaAc混合溶液具有抵抗外加少量强酸、强碱或稍加稀释而保持溶液的pH基本不变的能力。第一节 缓冲溶液及缓冲作用原

3、理2023/6/11、缓冲溶液的概念（Concept of Buffer Solution)能抵抗少量强酸、强碱和水的稀释而保持体系的PH值基本不变的溶液称缓冲溶液（Buffer Solution）。缓冲溶液对强酸、强碱或稀释的抵抗作用叫做缓冲作用（Buffer action）.第一节 缓冲溶液及缓冲作用原理2023/6/1第一节 缓冲溶液及缓冲作用原理 较浓的强酸、强碱也具有缓冲作用*，但实际上很少作为缓冲溶液使用。通常我们所说的缓冲溶液，一般是由足够浓度的共轭酸碱对的两种物质组成。2023/6/1第一节 缓冲溶液及缓冲作用原理 2、缓冲作用原理 缓冲物质是由一种共轭酸（质子给予体）和相应的

4、共轭碱（质子接受体）组成的混合物，在溶液中存在着如下的质子转移平衡：A+H2O B+H+例：HAc H+Ac-NaAc=Na+Ac-largelittlelarge2023/6/1（1）加入少量强酸（Adding a small amount of acid）当向混合溶液中加入强酸时，溶液中的H3O+浓度增加，但Ac-能接受H3O+的质子，转变成HAc，使平衡向左移动。由于加入的强酸量比较少，大量的Ac-仅少部分与H3O+反应，达到新的平衡时，Ac-的离子略有降低，HAc 分子的浓度略有升高，而 H+浓度几乎没有升高，所以溶液的pH 值基本保持不变。Ac-叫做抗酸成分。第一节 缓冲溶液及缓冲作

5、用原理2023/6/1（2）加入少量强碱（Adding a small amount of base）当向混合溶液中加入强碱时，溶液中的OH-浓度增加，OH-与H3O+反应生成H2O，从而使H3O+减少，使平衡向右移动，促使HAc离解生成H3O+。与OH-反应所消耗的H3O+由 HAc离解生成H3O+来补充，达到新的平衡时，HAc 的浓度略有降低，Ac-离子的浓度略有升高，而 H3O+浓度几乎没有降低，所以溶液的pH 值基本保持不变。HAc 叫做抗碱成分。第一节 缓冲溶液及缓冲作用原理2023/6/1（3）稀释（Dilution）当缓冲溶液稀释时，H3O+离子的浓度改变不大，其原因是稀释了共轭

6、酸和共轭碱相同的倍数。第一节 缓冲溶液及缓冲作用原理3、缓冲系类型（Composition and Type of buffer solution）对于其它类型的缓冲溶液与HAc NaAc 所组成的缓冲溶液类似。由一种共轭酸和相应的共轭碱组成的缓冲溶液，在溶液中都存在着如下的质子转移平衡：A+H2O B+HO3+2023/6/1 抗酸时，消耗共轭碱，平衡向左移动，同时产生共轭酸；抗碱时，消耗共轭酸，平衡向右移动，同时产生共轭碱。因此，溶液的pH 值保持基本不变。像这种弱酸及其共轭碱组成的混合液，只要具有足够的浓度，就具有缓冲作用。A 称为抗碱成分，B 称为抗酸成分，这两种成分合称缓冲系（buf

7、fer system）或缓冲对（buffer pair）。第一节 缓冲溶液及缓冲作用原理2023/6/13、缓冲系类型（Composition and Type of buffer solution）（1）弱酸及其它的共轭碱（盐）组成的缓冲系 Weak acid and its conjugate base(salt)HAc-NaAc,H2CO3-NaHCO3 Z=0,A0-B-（2）弱减及其它的共轭酸（盐）组成的缓冲系 Weak base and its conjugate base(salt)NH3H2O-NH4Cl，ph-+NH3-phNH2 Z=+1,A+-B0（3）多元酸的酸式盐及其

8、它的次级盐组成的缓冲系 Polyprotic acid salt and its conjugate NaHCO3-Na2CO3；NaH2PO4-Na2HPO4Z=-1,A-B2 第一节 缓冲溶液及缓冲作用原理2023/6/1【内容提要】一、缓冲溶液pH的计算公式二、缓冲溶液pH的计算第二节 缓冲溶液的pH(The pH of Buffer Solution)The pH of Buffer Solution)2023/6/13.2 缓冲溶液的pH 值The pH of Buffer SolutionThe pH of Buffer Solution1、缓冲溶液pH 值的计算公式（亨德森-哈塞

9、尔巴赫方程式）（Henderson Hasselbalch equation）HA(aq)H+(aq)+A-(aq)H+A-K a=-HA HA H+=Ka-A-HA-log H+=-log Ka-log-A-2023/6/13.2 缓冲溶液的pH 值The pH of Buffer SolutionThe pH of Buffer Solution HA A-pH=p K a-log-=p K a+log-A-HA base pH=p K a+log-acid 这就是亨德森-哈塞尔巴赫方程式（Henderson-Hasselbalch equation）2023/6/1缓冲溶液的pH 值Th

10、e pH of Buffer SolutionThe pH of Buffer SolutionHA的浓度为c(HA)(或称起始浓度,配制浓度)，NaA的浓度为c(NaA)；HA解离部分的浓度为c(HA)。则：HA平=c(HA)-c(HA)A-平=c(NaA)+c(HA)HA平c(HA)，A-平c(NaA)c(A-)*又可表示为：A pH=p K a+log-HA c(A)pH p K a+log-c(HA)c（共轭碱）pH p K a+log-c（共轭酸）2023/6/13.2 缓冲溶液的pH 值The pH of Buffer SolutionThe pH of Buffer Soluti

11、on 对于具体的缓冲系：（1）HAc NaAc缓冲系 HA 共轭酸 H+=Ka-=Ka-A-共轭碱（2）NH 4Cl NH 3缓冲系 NH 3 共轭碱 OH-=Kb-=Kb-NH 4+共轭酸 2023/6/13.2 缓冲溶液的pH 值The pH of Buffer SolutionThe pH of Buffer Solution 由上面公式可知:(1)缓冲溶液的pH值取决于共轭酸的Ka 和缓冲溶液的缓冲比值（buffer ratio，r a）即共轭酸/共轭碱。（The pH of a buffer solution depends on the Ka of conjugate acid a

12、nd the ratio of conjugate acid and conjugate base.The ratio is called buffer ratio）（2）同一缓冲系，当温度和 Ka 一定时，其pH值取决于缓冲比。只要改变缓冲比，可在一定范围内配制不同pH值的缓冲溶液。（For certain buffer solution,at a given temperature,Ka is a constant.pH depends on the buffer ratio.We can design different buffer solutions by changing the

13、buffer ratio）（3）当缓冲比等于1，即共轭酸=共轭碱 时，缓冲溶液的pH值等于组成缓冲溶液的弱酸的pka。（When buffer ratio=1,A-=HA,pH=pKa）2023/6/13.2 缓冲溶液的pH 值The pH of Buffer SolutionThe pH of Buffer Solution（4）加入少量水稀释，若只考虑体积变化，缓冲比不变。实际上溶液稀释时可改变溶液的离子强度和弱酸的电离度，缓冲比随之改变，必然引起pH值的改变。若稀释后的体积改变不大时，pH值的改变是很小的。（When buffer solution is diluted,the buff

14、er ratio is not changed,so pH of buffer solution is not changed）（5）p K a=-log K a H2PO4-HPO42-NH4+-NH3 2023/6/13.2 缓冲溶液的pH 值The pH of Buffer SolutionThe pH of Buffer Solution若缓冲溶液中弱酸及其共轭碱的浓度相同，c(A)=c(B)时，可改写为：c（B）V（B）pH=p K a+log-c（A）V（A）V（B）pH=p K a+log-V（A）2023/6/13.2 缓冲溶液的pH 值The pH of Buffer Sol

15、utionThe pH of Buffer Solution若缓冲溶液的体积以V 表示，若以n A、n B 分别表示的溶液中所含共轭酸和共轭碱的物质的量，则 n（B）n（B）c（A）=-c（HA）=-V V则：n（B）pH=p K a+log-n（A）n B pH=p K a+log-n A 亨德森-哈塞尔巴赫方程式（Henderson-Hasselbalch equation）2023/6/1 3.2 缓冲溶液的pH值The pH of Buffer SolutionThe pH of Buffer Solution2、缓冲溶液的pH值计算例4-1 计算1.0mol/L HAc和1.0mol

16、/LNaAc缓冲系的pH 值。pKa H Ac=4.75 A-1.0 pH=p K a+log-=4.75+log-HA 1.0=4.752023/6/13.2 缓冲溶液的pH值The pH of Buffer SolutionThe pH of Buffer Solution例4-2 计算0.10molL-1 NH3 20ml和0.20 molL-1 NH4Cl 15ml混合溶液的pH值。解：此混合溶液的缓冲系为NH4+-NH3，查表知：pKa(NH4+)=9.25，代入公 式得=9.25-0.17=9.082023/6/13.2 缓冲溶液的pH值The pH of Buffer Solut

17、ionThe pH of Buffer Solution 例4-3在100 ml的 0.1mol/LHCl 溶液中 加入 400 ml 0.1mol/LNH3 溶液，该溶液的 pH是多少?(pkb=4.75)解：acid=NH4+=(1000.1)/500=10/500(mol/L)base=NH3=(400 0.1-100 0.1)/500=30/500(mol/L)pK a(NH4+)=14-4.75=9.25 base 30/500 pH=p K a+log-=9.25+log-=9.73 acid 10/5002023/6/13.2 缓冲溶液的pH 值The pH of Buffer

18、SolutionThe pH of Buffer Solution例4-4 取0.10molL-1KH2PO410ml与0.20 molL-1 Na2HPO41.0ml混合,求其混合溶液的pH值。解：此混合溶液的缓冲系为H2PO4-HPO42-，查表知 H2PO4-的pKa2=7.21，代入公式得=7.21-0.70=6.512023/6/13.2 缓冲溶液的pH 值The pH of Buffer SolutionThe pH of Buffer Solution补 1：在烧杯中盛放20.00 mL 0.10molL-1 NH3H2O 溶液,逐步滴入0.10 molL-1 HCl 溶10.0

19、0mL,求此混合溶液的pH值.(pKb=4.75).补 2:取50.00 mL 0.10molL-1某一元弱酸溶液与 20.00mL 0.10 molL-1 KOH 溶液混合,将此液 稀释至100mL测出此液的pH值为5.25,求此一 元弱酸的电离常数是多少?补 3:298K时,将150mL0.2 molL-1 NaAc溶液与50 mL 0.1 molL-1 H2S04混合,求混合溶液的pH值,若 混合溶液中含有10-5 molL-1 Fe3+杂质,判断有无 沉淀产生?(pKa=4.75,Ksp=1.110-36)2023/6/1解题思路:加入HCl后,进行如下反应:NH3 H2O+HCl=N

20、H4Cl+H2O 由此知,反应后:nNH3=20.000.100 10.000.100=1(mmol)nNH4+=nHCl=0.10010.00=1(mmol)由 得,所以,pH=14.0 4.75=9.25补 1：2023/6/1解题思路:反应:HA+KOH=KA+H2O 平衡后:HA=(500.10 200.10)/100=0.03(mol L-1)KA=(200.10)/100=0.02(mol L-1)由 得,所以,kHA=3.7510-6补 2:2023/6/1补 3:解题思路:混合溶液中的反应:2NaAc+H2SO4=Na2SO4+2HAc 由等物质的量规则知:NaAc=(1500

21、.20 500.10)/200=0.03(mol L-1)HAc=(2500.10)/200=0.05(mol L-1)由 得,所以,pH=5.15 pOH=8.85 OH=1.40 10-9 mol L-1 又 Fe3+3OH-=Fe(OH)3 Q i=Fe3+OH-3=2.74 10-32 1.1 10-36 故有Fe(OH)3沉淀产生.2023/6/1第三节 缓冲容量和缓冲范围【内容提要】一、缓冲容量二、影响缓冲容量的因素 三、缓冲容量与pH值的关系 2023/6/13.3 缓冲溶液的缓冲容量Capacity of Buffer Solution Capacity of Buffer S

22、olution（1）缓冲容量的概念（Concept of buffer capacity）缓冲容量()在数值上等于单位体积（1L或1ml）的缓冲溶液的pH值改变一个单位所需外加一元强酸或者一元强碱的物质的量（mol 或mmol）其数学表达式为：（The buffer capacity()is the amount-of-substance of strong acid or base per liter needed to produce a unitchange in pH.）2023/6/13.3 缓冲溶液的缓冲容量Capacity of Buffer Solution Capacity

23、of Buffer Solution b a=-=-|pH|pH|b、a分别为单位体积中加入一元强碱、一元强酸的微小量，pH值为加入强碱、强酸后溶液pH值的改变量。2023/6/13.3 缓冲溶液的缓冲容量Capacity of Buffer Solution Capacity of Buffer Solution 值越大，就相当于使单位体积缓冲溶液的pH值改变1个单位所需要加入强酸或强碱的量越多，缓冲能力越大。缓冲容量只是在一定范围内的平均值，加入强酸或强碱的量越少，pH值的改变量越小，缓冲容量的计算值越准确：db da=-=-|dpH|dpH|缓冲容量单位是molL-1 pH-1。2023

24、/6/13.3 缓冲溶液的缓冲容量Capacity of Buffer Solution Capacity of Buffer Solution 缓冲溶液pH值每发生一微小变化，都有相应的缓冲容量，换言之，缓冲容量是随着pH值的改变而改变的，这种变化关系如图：图3 1 缓冲容量与pH值的关系 a-HCl;b,c-HAc-NaAc;d-0.05mol/LKH2PO4-NaOH;e-0.05mol/LH3BO3-NaOH;f-NaOH2023/6/13.3 缓冲溶液的缓冲容量Capacity of Buffer Solution Capacity of Buffer Solution（2）影响缓冲

25、容量的因素（Factors of Influencing Buffer capacity）缓冲容量的大小取决于缓冲溶液的总浓度和缓冲比。（2.1）缓冲溶液总浓度对缓冲溶液的影响 2023/6/13.3 缓冲溶液的缓冲容量Capacity of Buffer Solution Capacity of Buffer Solution 当缓冲比一定时,缓冲溶液的总浓度越大,则缓冲容量就越大(如上图曲线b和c).此变化关系还可以用下表实例说明:Table 3-1:the relationship between capacity and concentration-Buffer Ac-(mol/L)H

26、Ac ratio c total(molL-1pH-1)-1 0.1 0.1 1:1 0.2 0.115 2 0.02 0.02 1:1 0.04 0.023-2023/6/13.3 缓冲溶液的缓冲容量Capacity of Buffer Solution Capacity of Buffer Solution(2.2)缓冲比对缓冲容量的影响:当缓冲溶液的总浓度一定时,缓冲容量是随着缓冲比的变化而变化的（见上图的曲线b、c、d、e）。当缓冲比等于1时，即溶液的pH=pK a时，缓冲容量最大，在曲线上是极大值；而缓冲比远离1，即pH 远离pK a时，缓冲容量变小，缓冲比偏离1越远，缓冲容量越小。

27、此变化关系还可以用下表实例说明:2023/6/1Table 3-2:the relationship between capacity and buffer ratio-Buffer Ac-(mol/L)HCl ratio c total(mol L-1pH-1)-1 0.095 0.005 19:1 0.1 0.0109 2 0.09 0.01 9:1 0.1 0.0207 3 0.05 0.05 1:1 0.1 0.0576 4 0.01 0.09 1:9 0.1 0.0207 5 0.005 0.095 1:19 0.1 0.0109-2023/6/13.3 缓冲溶液的缓冲容量Capac

28、ity of Buffer Solution Capacity of Buffer Solution（2.3）缓冲溶液的缓冲范围 一般认为,当缓冲比小于1/10或大于10/1,相应地溶液的pH值小于p K a 1或 p K a+1,时,缓冲容量已太小,溶液已失去缓冲能力.(When the ratio(A-/HA)1/10 or 10/1,in other words pHp K a 1 or pHp K a+1,the solution loses buffer ability)缓冲溶液的pH值在pH=p K a 1区间时,缓冲溶液才具有缓冲能力。缓冲溶液具有缓冲能力的pH范围pH=p K

29、a 1，称为缓冲范围（buffer range）。(only in the range,pH=p K a 1 the buffer is effective.This range is called buffer range。）2023/6/13.3 缓冲溶液的缓冲容量Capacity of Buffer Solution Capacity of Buffer Solution Figure:Distribution curves for acetic acid and acetate ion as a function of pH.2023/6/13.3 缓冲溶液的缓冲容量Capacity

30、of Buffer Solution Capacity of Buffer SolutionFigure:Distribution curves for carbonic acid,bicarbonateion,and carbonic ion,as a function of pH.2023/6/1【内容提要】一、缓冲溶液的配制原则 二、缓冲溶液的配制第四节 缓冲溶液的配制 2023/6/13.4 3.4 缓冲溶液的配制缓冲溶液的配制Designing and Preparation ofBuffers Designing and Preparation ofBuffers（1）缓冲溶液的配

31、制规则(Preparing Principle of Buffer Solution)(1)选择合适缓冲系：(Choose the suitable buffer system)pH=4.2 buffer solution,HAc-NaAc,pKa=4.75,buffer range:3.7-5.6 要有多种缓冲系可供选择，则应该尽可能选择更接近欲配制的pH值缓冲系，这样的缓冲溶液的缓冲比尽量等于1，使得缓冲能容量最大。pH=5.2 buffer solution,HAc-NaAc,pKa=4.75 KOOCC6H4COOH-KOOCC6H4COONa,pKa=5.4 2023/6/13.4

32、3.4 缓冲溶液的配制缓冲溶液的配制Designing and Preparation ofBuffers Designing and Preparation ofBuffers2.要有适当的总浓度:Choose the suitable total concentration3.一般缓冲溶液总浓度在0.05 0.2 molL 1，缓冲容量为0.01 0.1之间.(总浓度太低，缓冲容量过小，总浓度太高，离子强度太大，配制的缓冲溶液的pH值必须校正。)3.根据所要求的pH值和所选用缓冲系中的共轭酸的pKa,计算各种缓冲成分所需的量.4.按照计算结果,将所需的共轭酸和共轭碱溶液混合均匀,即可得到一

33、定pH值和一定体积的缓冲溶液.2023/6/13.4 3.4 缓冲溶液的配制缓冲溶液的配制Designing and Preparation ofBuffers Designing and Preparation ofBuffers(2)缓冲溶液的配制:(2.1)以相同浓度的共轭酸和共轭碱来配制:先配制出相同浓度的共轭酸和共轭碱溶液,然后根据缓冲溶液的pH计算公式计算出所需的共轭酸和共轭碱的体积数混合,就可以得到要配制的缓冲溶液.设需配制溶液的总体积为V,共轭酸的体积为VA和共轭碱VB,混合溶液的浓度为C,则,c VA c VB A=-B=-VB=V VA V V VB V VA pH=p K

34、 a+lg-=p K a+lg-VA VA 2023/6/13.4 3.4 缓冲溶液的配制缓冲溶液的配制Designing and Preparation ofBuffers Designing and Preparation ofBuffers例1.如何配制pH=5.00,具有中等缓冲能力的缓冲溶液100mL?解:(1)选择合适的缓冲系,HAc-Ac-(2)选总浓度:所配制的缓冲溶液是中等缓冲能力,总浓度可选 0.1mol L 1(3)计算所需HAc、NaAc的量。Ac 100VA pH=p K a+log-=4.75+log-=5.00 HAc VA 计算得,VA=36.00mL,VB=6

35、4.00mL.(4)量取64.00mL0.1 molL1 NaAc溶液 和 36.00mL 0.1 molL1 HAc溶液混合均匀,即可得到pH=5.00,具有中等缓冲能力的 缓冲溶液100mL2023/6/13.4 3.4 缓冲溶液的配制缓冲溶液的配制Designing and Preparation ofBuffers Designing and Preparation ofBuffers(2.2)在一定量弱酸中加入一定量的强碱配制缓冲溶液例2.用1.00molL-1NaOH中和1.00molL-1丙酸(用HPr代表)的方法，如何配制1000ml总浓度为0.100molL-1 pH 5.0

36、0的缓冲溶液。(已知丙酸的pKa=4.86)解：(1)1000ml 缓冲溶液中缓冲物质总的物质的量皆由 HPr提供。设1000ml 总浓度为0.1molL-1的缓冲溶液需1.00molL-1 HPr为 x ml 则 0.11000=1.00 x x=100(ml)加入丙酸的物质的量为：1001=100 mmol2023/6/13.4 3.4 缓冲溶液的配制缓冲溶液的配制Designing and Preparation ofBuffers Designing and Preparation ofBuffers(2)设需加入1molL-1 NaOH为V ml 则生成的丙酸钠为V 1=V mmol

37、总的物质的量为100mmol，全部由丙酸提供。取1.00 molL-1丙酸100ml，1.00 molL-1 NaOH 58.0ml加水至1000ml，即得总浓度为0.100molL-1 pH 5.00的丙酸缓冲溶液1000ml。V=58.0（ml）2023/6/13.4 3.4 缓冲溶液的配制缓冲溶液的配制Designing and Preparation ofBuffers Designing and Preparation ofBuffers Example 3:We want to prepare a buffer solution of pH=5.10,calculate the v

38、olume of 0.1mol/L NaOH we should add in the solution of 100ml 0.1mol/L HCl?buffer system:HAc/Ac-,p K a=4.75 HAc+OH-Ac-+H2O Added n N a OH=produced n Ac-=neutralized n H Ac Suppose add x ml NaOH,n Ac-=0.1 x n H Ac=0.10100 0.1 x pH=p K a+log(n Ac-/n H Ac)5.10=4.75+log 0.10 x/(0.10100 0.1 x)x=69.1 ml t

39、ake 69.1 ml 0.10 mol/L NaOH solution,add to the 100 ml 0.1mol/L HAc solution,then,mixed completely.You got a buffer solution of pH 5.10.2023/6/13.4 3.4 缓冲溶液的配制缓冲溶液的配制Designing and Preparation ofBuffers Designing and Preparation ofBuffers补例配制1L pH=10.0的NH3-NH4Cl缓冲溶液，已用去350ml15molL-1氨水，问需氯化铵多少克？已知Kb(N

40、H3)=1.810-5，M(NH4Cl)=53.5g mol-1。解:即：pKa9.25m(NH4Cl)=50g2023/6/13.4 3.4 缓冲溶液的配制缓冲溶液的配制Designing and Preparation ofBuffers Designing and Preparation ofBuffers补例1:欲配制pH=5.00缓冲溶液,计算在50mL0.1molL1 HAc溶 液应加入0.1molL1 NaOHmL溶液若干毫升?补例2:已知,25时,HAc的K a=1.7610 5,H2CO3的K a1=1.7610 7,H3PO4的K a1=1.7610 3,问:配制pH=4.

41、75 的缓冲溶液选用哪种酸最好?计算需要要 这种酸多少克与NaOH多少克才能配制1L总浓度为1molL1 的缓冲溶液?补例3:欲配制500mLpH=5.00缓冲溶液,若原始溶液中HAc浓度为 0.2molL1,需加入NaAc3H2O多少克?(忽略体积变化)若 用6.0 molL1 HAc溶液配制原始溶液需多少毫升?配制 时如何具体操作?(K a=1.7610 5,MNaAcH2O)2023/6/1补例1解题思路:混合溶液中的反应:HAc+NaOH=NaAc+H2O 由等物质的量规则知:被中和的HAc的物质的量=生成的NaAc的物质的量=被加入的NaOH的物质的量 设需加入NaOH的体积为z m

42、l,则加入NaOH的物质的量为0.1z mol,配制成缓冲溶液的总体积为V ml,其值等于(50+z)ml 所以Ac-=0.10 z/V(mol L-1)HAc=(0.5-0.1z)/V(mol L-1)由 得 解得z=32.0 ml 在50.0 mlHAc 溶液中加入32.0 ml 0.1 mol L-1NaOH溶液,然后混合、摇匀即得pH=5.00 的缓冲溶液。2023/6/1补例2解题思路:(1)选择HAc 最好（配制pH=4.75的缓冲溶液，pka=4.75）(2)设需要HAc为x mol,NaOH为y mol HAc+NaOH=NaAc+H2O 由等物质的量规则知:HAc=x y A

43、c-=y;又知,缓冲溶液的浓度为1molL-1,所以有,HAc+Ac-=1 mol L-1 故有 解得,x=1.0 mol y=0.5 mol;HAc、NaOH 的质量分别为60g、20g2023/6/1补例3解题思路:(1)配制pH=5.00的缓冲溶液，H+=1.0 10-5 molL-1 由 得 故NaAc3H2O 的质量为：0.3521360.500=23.94（g）(2)设需要6 mol Hac溶液为x ml 则，6.0 x=0.2 500，x=16.67 ml(3)称取的质量分别为23.94g NaAc3H2O于烧杯中,加入少量的蒸馏水溶 解,再加16.67 ml 6 molL-1

44、HAc 溶液,加蒸馏水至500ml,摇匀即可得 到pH=5.00 ml的缓冲溶液.2023/6/13.4 3.4 缓冲溶液的配制缓冲溶液的配制Designing and Preparation ofBuffers Designing and Preparation ofBuffers 根据Henderson-Hasselbaleh方程式配制的缓冲溶液的pH是近似的*。为了能准确而又方便地配制所需pH的缓冲溶液，科学家们经过精密细致的研究，制订了许多配制准确pH缓冲溶液的配方，根据这些现成的配方进行配制，就可得到所需pH的缓冲溶液。2023/6/1第5节常用的缓冲溶液 Buffer soluti

45、on most in use Buffer solution most in use 1.校正PH用的基准溶液 在一定温度下其pH值准确已知；在偶然沾污的条件下，pH值基本不变。五种基准溶液:酒石酸体系,磷酸盐(1:1)体系,磷酸盐(1:3.5)体系,邻苯二甲酸盐体系,硼砂体系.2023/6/13.5常用的缓冲溶液 Buffer solution most in use Buffer solution most in use 2.实用缓冲体系 适用于生理学要求的缓冲溶液pH在69之间，缓冲物质不应参与或影响生化反应。基本上符合生理、生化要求的缓冲系是三（羟甲基）甲胺及其盐酸盐。符号:TrisT

46、risHCl 在Tris缓冲溶液中加入NaCl是为了调节离子强度至0.16，使其溶液与生理盐水等渗。2023/6/13.53.5缓冲溶液在医学上的应用缓冲溶液在医学上的应用 The application of buffer solution to medical science The application of buffer solution to medical science血液的pH值:7.367.44血浆中的缓冲系（Intracellular buffers）：H2CO3-HCO3-,H2PO4-HPO42-,HnP-Hn-1P-血浆中红细胞内的缓冲系extracellular

47、buffers(in plasma):HHbO2-HbO2-,HHb-Hb-,H2CO3-HCO3-,H2PO4-HPO42-2023/6/13.53.5缓冲溶液在医学上的应用缓冲溶液在医学上的应用 The application of buffer solution to medical science The application of buffer solution to medical science H2CO3=H+HCO3-when an acid is added HCO3-+H+=H2CO3 when a base is added H2CO3+OH-=H2O+HCO3-Wh

48、at is the ratio of HCO3-:H2CO3 required to maintain a pH of 7.4 in the bloodstream?(given that the K a for H2CO3 in blood is 8.0 10-7)2023/6/13.53.5缓冲溶液在医学上的应用缓冲溶液在医学上的应用 The application of buffer solution to medical science The application of buffer solution to medical science Solution:For a soluti

49、on whose pH is 7.4,HCO3-pH=p K a+log-H2CO3 HCO3-7.4=-log(8.0 10-7)+log-H2CO3 HCO3-20-=-H2CO3 12023/6/13.53.5缓冲溶液在医学上的应用缓冲溶液在医学上的应用 The application of buffer solution to medical science The application of buffer solution to medical science H2CO3 H+HCO3-肾kidneyOH-H+肺Lung CO2+H2O2023/6/13.53.5缓冲溶液在医学上的

50、应用缓冲溶液在医学上的应用 The application of buffer solution to medical science The application of buffer solution to medical science HHbO2-HbO2-,HHb-Hb-,in tissue:CO2+H2O+Hb-=HHb+HCO3-in lung:HCO3-+HHbO2=HbO2-+H2O+CO2静脉Vein动脉Artery2023/6/1u缓冲溶液的概念和缓冲作用原理u缓冲溶液的pH值u缓冲容量u缓冲溶液配制u缓冲溶液在医学上的应用第三章 缓冲溶液2023/6/1一、缓冲溶液的缓