缓冲溶液修改

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1、第五章缓冲溶液一、目的要求1．掌握缓冲溶液的概念、组成和缓冲作用的机理；影响缓冲溶液pH的因素和Henderson-Hasselbalch方程式及几种表示形式，并能用于缓冲溶液pH的计算；缓冲溶液的配制原则、方法和步骤。2．熟悉缓冲容量的概念及其影响因素、缓冲容量的有关计算；血液中的主要缓冲系及在稳定血液pH过程中的作用。3．了解医学上常用的缓冲溶液配方和标准缓冲溶液的组成。二、学习要点（一）缓冲溶液的组成及其缓冲作用原理1．缓冲溶液的缓冲作用和组成缓冲溶液是一种能抵抗外来少量强酸、强碱或稍加稀释，而保持溶液pH不变的溶液。这种对pH稳定的作用称为缓冲作用。缓冲溶液由足够浓度的共轭酸碱对组成。

2、例如：HAc-NaAc、NH3-NH4Cl、NaH2PO4-Na2HPO4等。另外还可采用酸碱反应的生成物与剩余的反应物组成缓冲系，如：HAc（过量）+NaOH═H2O+NaAc（过量）。组成缓冲溶液的共轭酸碱对的两种物质合称为缓冲系或缓冲对。在缓冲系中共轭酸（如HAc）起着抗碱作用，称为抗碱成分；共轭碱（如Ac-）起着抗酸作用，称为抗酸成分。2．缓冲作用原理以HAc-NaAc缓冲系为例。根据同离子效应，从下述反应可知：在HAc-NaAc缓冲溶液中，存在足量的HAc和Ac-HAc+H2OH3O++Ac-NaAc¾®Na++Ac-当向该溶液中加入少量强碱（OH-）时，H3O++OH-2H2O，被

3、消耗掉的H3O+由抗碱成分HAc通过质子转移平衡而加以补充，使溶液中的H3O+浓度基本不变，从而也保持溶液pH值的基本不变。当向该溶液中加入少量强酸（H+）时，Ac-+H+-HAc，抗酸成分Ac-与H3O+结合生成HAc，使溶液中的H3O+基本不变，从而也保持溶液pH值的基本不变。（二）缓冲溶液pH的计算1．缓冲溶液的pH计算公式基本公式：Henderson-Hasselbalch方程式在HB-NaB组成的缓冲溶液中，HB和B-的质子转移平衡用下式表示HB+H2OH3O++B-NaB¾®Na++B-由平衡可得：[H3O+]＝Ka×pH＝pKa+lg＝pKa+lg(5.1)此式就是计算缓冲溶液p

4、H的Henderson—Hasselbalch方程式。[HB]和[B-]均为平衡浓度。[B-]与[HB]的比值称为缓冲比，[B-]与[HB]之和称为缓冲溶液的总浓度。因同离子效应作用，c(B-)≈[B-]，c(HB)≈[HB]，所以式（5.1）也可表示成：pH＝pKa+lg＝pKa+lg(5.2)又因c(B-)=n(B-)/V，c(HB)=n(HB)/V，则有：pH＝pKa+lg＝pKa+lg(5.3)2．缓冲溶液计算公式的意义(1)冲溶液的pH取决于弱酸的解离常数Ka和缓冲比c(B-)/c(HB)，同时温度对缓冲溶液Ka也有影响。(2)同一缓冲系的缓冲溶液，pKa值一定，其pH随着缓冲比的改

5、变而改变。当缓冲比等于l时，缓冲溶液的pH等于pKa。(3)适量水稀释缓冲溶液时，c(B-)/c(HB)的比值基本不变，但因稀释而引起溶液离子强度的改变，因此稀释也会使缓冲溶液的pH有微小的改变。(4)该公式只适用于近似计算缓冲液pH。3．缓冲溶液pH计算公式的校正应用Henderson—Hasselbalch方程式计算缓冲溶液的pH只是一个近似值。为使计算值与测定值更接近，在式(5.3)中的c(HB)、c(B-)应分别用(HB)和(B-)代替。则式(5.3)可改写为(5.4)为校正因数，此式为校正的缓冲溶液pH计算公式。(三)缓冲容量和缓冲范围1．缓冲容量β缓冲容量β作为衡量缓冲能力大小的尺

6、度。在数值上等于使单位体积（1L或1mL）缓冲溶液的pH改变1个单位时，所需加入一元强酸或一元强碱的物质的量（mol或mmol）。def公式：(5.5)单位：mol·L-1·pH-1。式中dna(b)为加入的强酸或强碱的物质的量。在同样的dna(b)和V的条件下，pH改变值

7、dpH

8、愈小，则β值愈大，缓冲溶液的缓冲能力愈强。缓冲容量与缓冲溶液的总浓度c总([HB]+[B-])及[B-]、[HB]的关系β＝＝2.303×[HB][B-]/c总(5.6)此式表明，缓冲容量β随c总及[B-]、[HB]的改变而改变。由于[B-]及[HB]决定的缓冲比影响缓冲溶液的pH，所以缓冲容量β随缓冲溶液pH的变

9、化而变化。2．影响缓冲容量的因素（1）当缓冲比一定时，c总愈大，则β值愈大c总愈大，则溶液中的抗酸抗碱成分愈多，缓冲容量β愈大，但也不是c总无限大，β也无限大，因为随c总增大，溶液中离子强度I越大，反过来影响β变小。通常c总在0.05～0.2mol·L-1之间。（2）当总浓度相同时，缓冲比等于1(即pH＝pKa)时，缓冲容量达极大值。β极大＝2.303×(c总/2)(c总/2)/c总＝0.576c