2023學(xué)年完整公開課版緩沖溶液

無機與分析技術(shù)基礎(chǔ)化學(xué)教研室王雷清緩沖溶液無機與分析技術(shù)基礎(chǔ)化學(xué)教研室王雷清緩沖溶液的概念和組成100mLHClpH=5.00

滴加少量強酸、強堿后pH變化很大滴加1ml1mol·L-1HCl滴加1ml1mol·L-1NaOH100mL醋酸和醋酸鈉溶液pH=5.00滴加少量強酸、強堿pH幾乎不變滴加1ml1mol·L-1HCl滴加1ml1mol·L-1NaOH實驗小結(jié)100mLHClpH=5.00滴加1ml1mol·L-1HCl滴加1ml1mol·L-1NaOH100mLHAc~NaAcpH=5.00

滴加1ml1mol·L-1HClpH=5.02滴加1ml1mol·L-1NaOHpH=4.98pH=2.00pH=12.00

能夠抵抗外來少量酸或堿而保持溶液pH幾乎不變的作用，稱為緩沖作用具有緩沖作用的溶液稱為緩沖溶液一、緩沖溶液概念和組成HAcNaAcH2CO3NaHCO3緩沖溶液抗酸成分抗堿成分緩沖對（緩沖系）實質(zhì)：一對共軛酸堿對1.弱酸及其對應(yīng)的鹽

弱酸弱酸鹽抗堿成分（質(zhì)子酸）抗酸成分(質(zhì)子堿)一、緩沖溶液概念和組成NH3NH4ClCH3NH2

CH3NH3Cl2.弱堿及其對應(yīng)的鹽甲胺鹽酸鹽甲胺

弱堿

弱堿鹽抗酸成分（質(zhì)子堿）抗堿成分（質(zhì)子酸）一、緩沖溶液概念和組成NaH2PO4NaHPO4NaHCO3Na2CO33.多元酸的酸式鹽及其對應(yīng)的次級鹽多元酸酸式鹽對應(yīng)的次級鹽抗堿成分（質(zhì)子酸）抗酸成分（質(zhì)子堿）一、緩沖溶液概念和組成無機與分析技術(shù)基礎(chǔ)化學(xué)教研室王雷清緩沖作用原理NaAcNa＋＋Ac-

抗酸成分：Ac-抗堿成分：HAcHAc-+＋HAc二、緩沖溶液的作用原理緩沖溶液中的緩沖對為共軛酸堿對，共軛酸是抗堿成分，共軛堿是抗酸成分。注意

若向緩沖溶液中加大量的酸、堿或顯著稀釋時，溶液中足夠濃度的共軛酸和共軛堿被耗盡，緩沖溶液就不再具有緩沖能力了，因此，緩沖溶液的緩沖能力是有限的。無機與分析技術(shù)基礎(chǔ)化學(xué)教研室王雷清緩沖溶液的pH計算二、緩沖溶液的計算NaBNa＋＋B-

緩沖比公式的幾種變形

若用同樣濃度的弱酸和其共軛堿來配制緩沖溶液，可用下列公式（C,V不相等）總結(jié)：

緩沖溶液的pH取決于緩沖系中弱酸的pKa，溫度對其有影響

同一緩沖系的緩沖溶液，pH隨緩沖比的改變而改變

緩沖溶液在稍加稀釋時，pH基本不變。只有當(dāng)稀釋到一定程度（溶液電離度和離子強度發(fā)生較大變化），溶液pH會發(fā)生變化緩沖比等于1時，pH＝pKa二、緩沖溶液的計算

例題：計算0.10mol·L-1NH350mL和0.20mol·L-1NH4Cl30mL混合溶液的pH。K(NH3)=1.79×10-5pH＝9.17二、緩沖溶液的計算解：無機與分析技術(shù)基礎(chǔ)化學(xué)教研室王雷清緩沖容量緩沖容量和緩沖范圍緩沖容量是衡量緩沖溶液的緩沖能力的物理量。

定義：單位體積緩沖溶液的pH值改變1個單位（即pH=1）時，所需加入一元強酸或一元強堿的物質(zhì)的量。用符號β表示。緩沖容量愈大，緩沖能力越強結(jié)論3.緩沖比一定時，總濃度越大緩沖容量越大2.總濃度一定時，緩沖比為1:1時，緩沖容量極大1.強酸、強堿溶液，濃度越大，緩沖容量越大緩沖容量和緩沖范圍例題下列溶液緩沖量最大的是：A.1L中含0.06molHAc與0.03molNaAcB.1L中含0.05molHAc與0.04molNaAcC.1L中含0.02molHAc與0.07molNaAcD.1L中含0.01molHAc與0.08molNaAcc總都為0.09mol·L-1，再看緩沖比，哪個接近1:1，所以選B緩沖范圍同一緩沖系，總濃度一定時，緩沖比越遠(yuǎn)離1，緩沖容量越小。當(dāng)緩沖比大于10:1或小于1:10時，可認(rèn)為緩沖溶液已基本失去緩沖能力。緩沖范圍：pH＝pKa±1無機與分析技術(shù)基礎(chǔ)化學(xué)教研室王雷清緩沖溶液的選擇與配制四、緩沖溶液的配制1.選擇合適的緩沖系pH在pKa±1范圍內(nèi)pH接近pKa3.生物醫(yī)學(xué)中配制緩沖溶液的總濃度要適宜0.05～0.2(or0.5)mol·L－14.計算所需緩沖系各物質(zhì)的量5.校正

2.組成緩沖對的物質(zhì)應(yīng)穩(wěn)定、無毒、不能與反應(yīng)物和生成物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。解：(1)選緩沖對：HAc的pKa=4.75，接近5.0，所以選擇HAc-NaAc緩沖對。①求所需的濃度比例7-7

如何配制1000mlpH=5.0的緩沖溶液？(2)計算用量②求所需溶液的體積

通常配制是具有中等緩沖能力的緩沖液，一般選濃度為0.1mol/L，緩沖比為1。設(shè)：配制前共軛堿的濃度為c1，緩沖溶液中：設(shè)：配制前共軛酸的濃度為c2，緩沖溶液中：因為c1=c2=0.1，所以得：V共軛堿=1.78V酸因為總體積為1000ml，故：V共軛堿

+V酸

=1000ml代入V共軛堿=1.78V酸，得：1.78V酸+V酸=1000V酸=359mlV共軛堿=641ml

當(dāng)取共軛堿和酸濃度相等進行配制，緩沖溶液中的濃度比，就是所取的體積比。例題

已知:H3PO4的各級酸常數(shù)是pKa1=2.12,pKa2=7.21,pKa3=12.67。問：欲配制pH=7.40的緩沖溶液，應(yīng)選擇什么作緩沖對？

而Ka2是H2PO4-的酸常數(shù)，∴H2PO4-作共軛酸，則共軛堿就是HPO42-

解:∵pKa2=7.21最接近7.40∴應(yīng)該選擇H2PO4-–HPO42-作緩沖系例題已知:pKa(HAc)=4.75,pKb(NH3)=4.75,pKa(H2PO4-)=7.21若配制pH=9的緩沖溶液，選擇下面哪個緩沖系最好？

A.HAc-NaAcB.NH3-NH4ClC.NaH2PO4-Na2HPO4

B最好pKNH4+=14.00－4.75=9.25無機與分析技術(shù)基礎(chǔ)化學(xué)教研室王雷清緩沖溶液在醫(yī)藥學(xué)上的應(yīng)用五、緩沖溶液在醫(yī)藥學(xué)上的意義(一)血液中的緩沖對血漿中的緩沖對：H2CO3—NaHCO3，NaH2PO4—Na2HPO4，HPr—NaPr（HPr代表血漿蛋白）。紅細(xì)胞中的緩沖對：H2CO3－KHCO3，KH2PO4－K2HPO4，HHb－KHb（HHb代表血紅蛋白），HHbO2－KHbO2（HHbO2代表氧合血紅蛋白）。(二)緩沖溶液在藥物制劑中的應(yīng)用

配制抗生素的注射劑時，常加入適量的維生素C與甘氨酸鈉作為緩沖溶液，以減少對機體的刺激，而且有利于機體對藥物的吸收。維生素C水溶液（5mg·mL-1）的pH值為3.0，若直接用于局部注射會導(dǎo)致難受的疼痛，常用NaHCO3調(diào)節(jié)其pH值在5.5~6.0，這樣既可以減輕注射時的疼痛，又能增加其穩(wěn)定性。五、人體正常pH的維持和失控正常人血漿的pH值約為7.35~7.45血漿中最重要的緩沖對是CO2(溶解)－HCO3－正常人血漿pH：

人體內(nèi)正常血漿中緩沖能力最強的緩沖系是

HCO3--CO2(aq)

細(xì)胞里起作用的緩沖系主要是

H2PO4--HPO42-

正常血漿中HCO3--CO2(aq)緩沖系的緩沖比為

20:1HCO3-是血漿中含量最多的抗酸成分，稱為堿儲量

由肺的呼吸作用和腎的生理功能補償或調(diào)節(jié)使血液中的HCO3－和CO2(aq)的濃度保持相對穩(wěn)定。五、人體正常pH的維持和失控1.在一升下列緩沖溶液中，具有最大緩沖容量的是

A.[HAc]＝[NaAc]＝0.lmol·L-1

B.[HAc]＝[NaAc]＝0.3mol·L-1C.[NH3]＝「NH4＋]＝0.2mol·L-1

D.[H3PO4]＝[H2PO4―]＝0.4mol·L-1E.[HAc]＝[NaAc]＝0.0lmol·L-12.與緩沖容量有關(guān)的因素是A.外加酸量B.總濃度C.KaD.外加堿量E.溶液體積3.人體血漿中最重要的抗酸成分是A.H2PO4-B.HPO42―C.CO32―D.H2CO3E.HCO3―

4.由NH3—NH4Cl組成的緩沖溶液中，抗酸成分是：

NH4ClB.Cl-C.NH4+D.SO