医学基础化学-4章 缓冲溶液.ppt

第4章 buffer solution 4.1 缓冲溶液及缓冲机制 4.2 缓冲溶液pH值的计算 4.3 缓冲容量和缓冲范围 4.4 缓冲溶液的配制 4.5 血液中的缓冲系 缓冲作用机制 4.2 缓冲溶液pH值的计算 二、缓冲溶液pH计算公式的校正 4.3 缓冲容量和缓冲范围 一、缓冲容量 三、缓冲范围 二、标准缓冲溶液 4.5 血液中的缓冲系 小结： 实验证明：缓冲比大于10 ? 1或小于1 ? 10，即溶液的pH与pKa 相差超过一个pH单位时，几乎丧失缓冲能力。 pH = pKa ± 1 又称有效缓冲范围（buffer effective range） 4.4 缓冲溶液的配制 一、缓冲溶液的配制方法 1、 选择适当缓冲系 ，pKaΘ应尽量接近目标pH值； 2、 总浓度适当，一般以0.05～0.2mol·L-1为宜； 3、计算所需共轭酸和共轭碱的量； 4、仪器校正。 欲配制的缓冲溶液的 pH 值 常选择的缓冲体系 pKaΘ 例题：如何用浓度均为0.10 mol ? L–1的共轭酸和共轭碱配制100ml pH 值为5.00的缓冲溶液。 解： 由缓冲范围的有效区间可知，所选择的缓冲对中 pKa 值应在4 ~ 6之间。HAc的pKa 为4.75，因此可选择 HAc-Ac– 缓冲对。 设需HAc溶液 x ml，则NaAc溶液为(100 – x) ml 因两溶液浓度相等 5.00 = 4.74 + lg 100 – x x 解得：x = 35.5 ml 将35.5ml 0.10 mol ? L–1 HAc溶液与64.5ml 0.10 mol ? L–1 NaAc溶液混合均匀即得。如有必要，可用 pH 计校正。 例题：欲配制450mL，pH = 4.70 的缓冲溶液，取实验室中0.10 mol·L-1 的HAc 和0.10mol·L-1 的NaOH 溶液各多少混合即成。 解：因选择pKa=4.74的HAc-NaAc为缓冲系处在缓冲范围之内 设所需HAc和NaOH的体积为VHAc 和 VNaOH ，且必须HAc过量 则 HAc + NaOH NaAc + H2O 反应前 0.10 VHAc 0.10 VNaOH 0 反应后 0.10 (VHAc － VNaOH ) 0 0.10 VNaOH 根据亨德森公式 4.70=4.74 + 且VHAc + VNaOH =450mL 计算得VHAc =305mL, VNaOH =145mL 例题：欲配制37℃时pH近似值为7.40的缓冲溶液，问在Tris和Tris?HCl均为0.050 mol? L-1的100mL溶液中，需加入0.050 mol? L-1HCl多少毫升？（已知Tris?HCl在37℃时的pKΘa=7.85） 解：设需加HCl x mL，则： 根据亨德森公式 7.40=7.85+ 得x = 48mL 注： Tris的化学式为(HOCH2)3CNH2，是一种弱碱，医学上常用。 课堂练习题: 用 0.025mol·L-1 H3PO4和 0.025mol·L-1 NaOH溶液来配制的pH值为12.0的缓冲溶液100mL。试计算所需H3PO4和NaOH溶液的体积。 已知pKa1 = 2.17，pKa2 = 7.20 ，pKa3 = 12.32。 使用pH计测量溶液的pH值时，必须先用标准缓冲溶液标定仪器，标准缓冲溶液的pH值是在一定温度下通过实验准确测定的。 常用标准缓冲溶液 表中温度系数为“+ ”时，表示缓冲溶液的pH值随温度的升高而增大；温度系数为“－ ”时，则表示pH值随温度的升高而减小。在配制标准缓冲溶液时，要求水的纯度很高，一般用重蒸馏水，配制碱性(pH＞7 )的标准缓冲溶液时，要用新排除CO2 的重蒸馏水。 注：两性物质解离生成两个缓冲对；1mol硼砂相当于2mol的偏硼酸HBO2和2mol的偏硼酸钠NaBO2。 溶 液 浓度/(mol·L-1) pH(25℃) 酒石酸氢钾（KHC4H4O4） 饱和，25℃ 3.557