缓冲溶液教学教案

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1、缓冲溶液教学教案【引言】：血液pH范围为7.35~7.45，不因代谢过程中产生酸、碱性物质而变化，血液是缓冲溶液，缓冲溶液如何维持pH不变。一、缓冲溶液的组成及作用机理（一）缓冲溶液的组成HAc—NaAc加少量HCl、NaOH、ΔpH很小缓冲溶液：能抵抗外加少量强酸或强碱，而维持pH基本不发生变化的溶液。缓冲作用：缓冲溶液所具有的抵抗外加少量强酸或强碱的作用。缓冲溶液的组成：足够浓度的共轭酸碱对（缓冲对）由足够浓度的共轭酸碱对组成的缓冲溶液，所起作用是抗酸、抗碱，如何抗得。（二）缓冲作用机理以HAc—NaAc为例HAc、NaAc足量HAc+H2OH3O++Ac-+左移H3O+抗酸成分

2、+抗碱成分右移OH-2H2O共轭酸—抗碱成分共轭碱—抗酸成分【小结】：机理三要点:方程（酸解离）,平衡移动方向，抗酸、碱成分NH4+—NH3缓冲系、抗碱成分NH4+缓冲作用0.1mol×L-1HAc—NaAc0.1mol×L-1HCl、NaOH浓度大，少量酸、碱，浓度几乎不变二、缓冲溶液pH的计算（一）公式推导HA—NaAC（HA）C（A-）HA+H2OH3O++A-C（HA）-Ceq(H3O+)Ceq(H3O+)C（A-）+Ceq(H3O+)»C（HA）»C（A-）Kaq（HA）=Ceq(H3O+)/Cq=4pH=—缓冲比r，C为缓冲液，不是混合前pKaq：HAc-NaAcpKaq

3、（HAc）、NH4Cl-NH3pKaq（NH4+）、H2PO4--HPO42-pKaq2（H3PO4）（二）其他形式pH=当C（HA）=C（A-）pH=【小结】：决定缓冲溶液pH的主要因素有：pKaq（HA）和r（三）应用书P101例5-825℃时，在1.0LHAc-NaAc缓冲溶液中含有0.10molHAc和0.20molNaAc。（1）计算此缓冲溶液的pH；（2）向100mL该缓冲溶液中加入10mL0.10mol×L-1HCl溶液后，计算缓冲溶液的pH；（3）向100mL该缓冲溶液中加入10mL0.10mol×L-1NaOH溶液后，计算缓冲溶液的pH；（4）向100mL该缓冲溶液

4、中加入1L水稀释后，计算缓冲溶液的pH。Kaq（HAc）=1.8´10-5解：(1)pH==5.05(2)pH==4.98(3)pH==5.11(4)pH==5.05三、缓冲容量和缓冲区间（一）缓冲容量β定量表示缓冲溶液的缓冲能力1、定义单位体积的缓冲溶液的pH增大或减小1时，所需加入强酸或强碱的物质的量单位:mol×L-14β↑缓冲能力↑2、影响β的因素C(HA)+C(A-)=C总缓冲比【小结】：(1)C总r定C总↑β↑(2)rC总定r=1β最大r远离1β↓书P103例5-9计算下列缓冲溶液的缓冲容量：(1)0.10mol×L-1HAc—0.10mol×L-1NaAc溶液；（2）0

5、.010mol×L-1HAc—0.010mol×L-1NaAc溶液；（3）0.050mol×L-1HAc—0.15mol×L-1NaAc溶液。解：（1）β1==0.12(mol×L-1)(2)β2==0.012(mol×L-1)(3)β3==0.086(mol×L-1)缓冲液有缓冲作用除了要有足够浓度的缓冲对，还要适当缓冲比，缓冲比为多少无缓冲作用。（二）缓冲区间r远离1,β↓r<0.1无缓冲作用pH=pKaq-1r>10pH=pKaq+1缓冲区间：缓冲溶液能发挥缓冲作用的pH范围pH=pKaq（HA）±1HAc—NaAcpKaq（HAc）=4.74pH=3.74~5.74NH4Cl

6、—NH3pKbq（NH3）=4.74pH=8.26~10.26H2PO4-—HPO42-pKaq2（H3PO4）=7.21pH=6.21~8.21四、缓冲溶液的选择与配制为了有足够的β，必须满足下列原则和步骤:（1）选择合适的缓冲对pKaq（HA）与pH接近，r接近1（2）适当的总浓度0.05~0.2mol×L-14C(HA)=C(A-)=0.10mol×L-1(3)计算所需缓冲对的量(4)校正(pH计)书P105例5-10用浓度均为0.10mol×L-1的弱酸和其共轭碱溶液配制100mlpH为5.00的缓冲溶液。可供选择的试剂有：(1)NH4Cl—NH3pKbq（NH3）=4.74

7、(2)NaH2PO4—Na2HPO4pKaq2(H3PO4)=7.21(3)HAc—NaAcpKaq(HAc)=4.74解：选HAc—NaAc5.00=V(NaAc)=64.5(mL)V(HAc)=100-64.5=35.5(mL)取0.10mol×L-1HAc和NaAc各35.5mL和64.5mL混合。五、缓冲溶液在医学上的意义血液pH=7.35~7.45代谢物质pH不变1、组成NaHCO3—H2CO3，Na2HPO4—KH2PO4，Na蛋白质—H蛋白质