《緩沖溶液》PPT課件

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1、第三章緩沖溶液（BufferSolution）第一節(jié)緩沖作用第二節(jié)緩沖溶液的pH值第三節(jié)緩沖容量引言生物體液都有各自相對(duì)穩(wěn)定的pH值。比如血液pH=7.35～7.45，超過此范圍，就會(huì)引起酸中毒或堿中毒。而生物體自身代謝一些酸堿物質(zhì)，如檸檬酸、乳酸等，體外也要引入酸堿物質(zhì)，但體液pH值并不以這些酸堿性物質(zhì)的攝入而改變－－體液的緩沖作用。緩沖作用的意義1．本章所討論的緩沖作用原理，將直接應(yīng)用于后續(xù)課程如病理生理學(xué)中，用于理解和探討人體生理機(jī)制和病理生理變化，尤其是體液的酸堿平衡、水鹽代謝等正常狀態(tài)和失調(diào)等原因。2．應(yīng)用于基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)研究中，尤其在生物學(xué)、分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)

2、中，廣泛使用緩沖溶液來維持研究體系的酸堿環(huán)境。第一節(jié)緩沖作用一、緩沖作用及緩沖溶液的組成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緩沖作用：能抵抗外加少量酸、堿或稀釋，而自身的pH值基本不變的作用。緩沖溶液：具有緩沖作用的溶液?！吧倭俊?、“基本不變”————緩沖作用有限度。緩沖作用應(yīng)同時(shí)具有抗酸和抗堿的雙重作用。緩沖作用（bufferaction）緩沖溶液組成HAc-

7、NaAcNH4+-NH3H3PO4-H2PO4-H2PO4--HPO42-HPO42--PO43-質(zhì)子酸堿理論看：共軛酸堿對(duì)——緩沖對(duì)(bufferpair)或緩沖系(buffersystem)弱酸及弱酸鹽弱堿及弱堿鹽多元酸及其次級(jí)鹽以下混合物溶液都有緩沖作用：二、緩沖溶液的作用機(jī)理緩沖溶液的基本狀況（1）共軛酸和共軛堿的濃度都較大（2）共軛酸堿對(duì)之間存在質(zhì)子轉(zhuǎn)移平衡HB+H2O=H3O++B-共軛酸共軛堿以HAc-NaAc緩沖溶液為例（與酸作用）少量H+平衡向左移動(dòng)抗酸成分抗酸作用以HAc-NaAc緩沖溶液為例（與堿作用）：少量OH-平衡向右移動(dòng)抗堿成分抗堿作用當(dāng)溶液稍加稀釋時(shí)，[

8、H+]雖然降低了，但[Ac-]同時(shí)也降低了，同離子效應(yīng)減弱，促使HAc離解以補(bǔ)充H+，所以，溶液中H+濃度不會(huì)發(fā)生明顯改變?？傊彌_溶液具有抗酸、抗堿和抗稀釋作用。（1）較大濃度的共軛酸、共軛堿是緩沖作用的物質(zhì)基礎(chǔ)。（2）共軛酸堿物質(zhì)之間的質(zhì)子傳遞平衡是緩沖作用的內(nèi)在動(dòng)力。結(jié)論第二節(jié)緩沖溶液的pH值計(jì)算——Henderson-Hasselbalch（亨德森-哈塞爾巴赫）方程一.亨德森-哈塞爾巴赫方程HB＋H2OH3O+＋B-Henderson-Hasselbalch方程的意義提供了計(jì)算緩沖溶液pH值的工具。式中Ka為緩沖系中共軛酸的酸常數(shù)。[B-]、[HB]是平衡濃度，但因CHB、

9、CB-都較大，B-對(duì)HB的同離子效應(yīng)，使CHB≈[HB]，CB-≈[B-]，具體計(jì)算時(shí)平衡濃度可近似用配制濃度代替。計(jì)算時(shí)注意：……(1)……(2)……(3)例題100mL0.1mol/LHCl與400mL0.1mol/LNH3·H2O混合，求混合后溶液的pH值。解:闡述了影響緩沖溶液pH值的因素:Ka(緩沖系本性)Ka與溫度有關(guān)，緩沖液的pH值也與溫度有關(guān)。C(B-)/C(HB)(緩沖比)Ka一定時(shí)，緩沖液的pH值決定于緩沖比。因此，對(duì)一具體的緩沖系，可通過改變緩沖比來調(diào)整其pH值。從方程可反應(yīng)出，當(dāng)少量強(qiáng)酸或強(qiáng)堿加入時(shí)，由于Ka不變，而緩沖比改變較小，其pH值基本不變。緩沖溶液有

10、限稀釋時(shí)，Ka與緩沖比均不變，pH不變，即緩沖溶液也有抗稀釋的作用。Henderson-Hasselbalch方程的意義對(duì)溶液稀釋過程pH變化的控制PlotsofpHvs.mLofwateraddedto(a)0.500mLof0.100mol/LHCland(b)0.500mLofasolution0.100mol/LinbothHAcandNaAc.HClNaAc-HAc第三節(jié)緩沖容量（buffercapacity）一、緩沖容量（β）的定義OH-pHH+pH使單位體積（1升或1毫升）緩沖溶液的pH值改變1個(gè)pH單位時(shí)，所需外加一元強(qiáng)酸或一元強(qiáng)堿的物質(zhì)的量(mol)。利用上式可以推

11、導(dǎo)出緩沖容量的計(jì)算公式：緩沖容量是溶液的一個(gè)狀態(tài)參數(shù)，當(dāng)溶液的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，緩沖容量也發(fā)生變化。例如，當(dāng)緩沖溶液被稀釋時(shí)；往緩沖溶液中加入酸或堿時(shí)。二、影響β的因素1.緩沖溶液總濃度C總（CHB+CB-）：當(dāng)緩沖比一定時(shí)，C總越大，抗酸抗堿成分越多，緩沖作用越強(qiáng)。2.緩沖比CB-/CHB：C總一定時(shí)，緩沖比越接近于1緩沖作用越強(qiáng)。CB-/CHB=1時(shí)(pH=pKa)有最大緩沖能力。βmax=0.576c總緩沖比在0.1～10范圍內(nèi)，緩沖溶液才能發(fā)揮緩沖作