医学]医学基础化学—第三章缓冲溶液.pptVIP

上一内容 下一内容 回主目录O返回 第三章 缓冲溶液缓冲溶液 Chapter Three Buffer Solution 2019/1/3 上一内容 下一内容 回主目录O返回 主要内容主要内容 u缓冲溶液的概念和缓冲作用原理 第三章 缓冲溶液（Buffer Solution） u缓冲溶液的pH值 u缓冲容量 u缓冲溶液配制 u缓冲溶液在医学上的应用 2019/1/3 上一内容 下一内容 回主目录O返回 【内容提要】 一、缓冲溶液的缓冲作用和组成 二、缓冲类型 第一节 缓冲溶液及缓冲作用原理 Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 实验1：25 oC 时，纯水的pH=7.00, 在1L纯水溶液中加入0.01 mol的强酸 (HCl)或0.01mol强碱(NaOH)，溶液的pH发生 了显著变化，改变了5个pH单位。 结论： 纯水易受外加少量强酸或强碱的影响， pH发生显著变化。* 纯水不具有抵抗外加少量强酸或强碱而使 溶液的pH保持基本不变的能力。* 第一节 缓冲溶液及缓冲作用原理 Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 实验2： 在1L含HAc和NaAc均为0.1molL-1溶液中加入 0.01mol的强酸(HCl)，溶液的pH由4.75下降到4.66， 仅改变了0.09个pH单位； 若改加入0.01mol强碱(NaOH)，溶液的pH由4.75 上升到4.84，也仅改变了0.09个pH单位； 此混合溶液pH改变很小。如用水稍加稀释时，亦 有类似现象，即HAc-NaAc溶液pH保持基本不变。 结论： HAc-NaAc混合溶液具有抵抗外加少量强酸、强碱 或稍加稀释而保持溶液的pH基本不变的能力。 第一节 缓冲溶液及缓冲作用原理 Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 1 1、缓冲溶液的概念、缓冲溶液的概念（Concept of Buffer Solution) 能抵抗少量强酸、强碱和水的稀释而保持体能抵抗少量强酸、强碱和水的稀释而保持体 系的系的PHPH值基本不变的溶液称值基本不变的溶液称缓冲溶液（缓冲溶液（Buffer Solution）。 缓冲溶液对强酸、强碱或稀释的抵抗作用缓冲溶液对强酸、强碱或稀释的抵抗作用 叫做叫做缓冲作用缓冲作用（ Buffer action ）. . 第一节 缓冲溶液及缓冲作用原理 Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 第一节 缓冲溶液及缓冲作用原理 较浓的强酸、强碱也具有缓冲作用*，但 实际上很少作为缓冲溶液使用。 通常我们所说的缓冲溶液，一般是由足 够浓度的共轭酸碱对的两种物质组成。 Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 第一节 缓冲溶液及缓冲作用原理 2、缓冲作用原理 缓冲物质是由一种共轭酸（质子给予体）和相应的共轭碱 （质子接受体）组成的混合物，在溶液中存在着如下的质子转移 平衡： A + H2O B + H+ 例： HAc H+ + Ac- NaAc = Na+ + Ac- large little large Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 （1）加入少量强酸（Adding a small amount of acid） 当向混合溶液中加入强酸时，溶液中的H3O+浓 度增加，但Ac-能接受H3O+ 的质子，转变成HAc ，使平衡向左移动。由于加入的强酸量比较少， 大量的Ac- 仅少部分与H3O+ 反应，达到新的平衡 时， Ac- 的离子略有降低，HAc 分子的浓度略 有升高，而 H+ 浓度几乎没有升高，所以溶液的 pH 值基本保持不变。 Ac-叫做抗酸成分。 第一节 缓冲溶液及缓冲作用原理 Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 （2）加入少量强碱（Adding a small amount of base） 当向混合溶液中加入强碱时，溶液中的OH-浓 度增加， OH-与H3O+ 反应生成H2O，从而使H3O+减少 ，使平衡向右移动，促使HAc离解生成H3O+ 。与OH- 反应所消耗的H3O+ 由 HAc离解生成H3O+ 来补充，达 到新的平衡时，HAc 的浓度略有降低， Ac- 离子的 浓度略有升高，而 H3O+ 浓度几乎没有降低，所以 溶液的pH 值基本保持不变。 HAc 叫做抗碱成分。 第一节 缓冲溶液及缓冲作用原理 Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 （3）稀释（Dilution） 当缓冲溶液稀释时， H3O+离子的浓度改变不大， 其原因是稀释了共轭酸和共轭碱相同的倍数。 第一节 缓冲溶液及缓冲作用原理 3、缓冲系类型 （Composition and Type of buffer solution） 对于其它类型的缓冲溶液与HAc NaAc 所组成的缓冲 溶液类似。由一种共轭酸和相应的共轭碱组成的缓冲溶液， 在溶液中都存在着如下的质子转移平衡： A + H2O B + HO3+ Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 抗酸时，消耗共轭碱，平衡向左移动，同时产生共 轭酸；抗碱时，消耗共轭酸，平衡向右移动，同时产 生共轭碱。因此，溶液的pH 值保持基本不变。像这种 弱酸及其共轭碱组成的混合液，只要具有足够的浓度 ，就具有缓冲作用。A 称为抗碱成分， B 称为抗酸成 分，这两种成分合称缓冲系（buffer system）或缓冲 对（buffer pair）。 第一节 缓冲溶液及缓冲作用原理 Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 3、缓冲系类型 （Composition and Type of buffer solution） （1）弱酸及其它的共轭碱（盐）组成的缓冲系 Weak acid and its conjugate base (salt) HAc-NaAc, H2CO3-NaHCO3 Z=0, A0-B- （ 2）弱减及其它的共轭酸（盐）组成的缓冲系 Weak base and its conjugate base (salt) NH3H2O-NH4Cl， ph-+ NH3 - phNH2 Z=+1, A+-B0 （ 3）多元酸的酸式盐及其它的次级盐组成的缓冲系 Polyprotic acid salt and its conjugate NaHCO3- Na2CO3 ； NaH2PO4-Na2HPO4Z=-1, A-B2 第一节 缓冲溶液及缓冲作用原理 Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 【内容提要】 一、缓冲溶液pH的计算公式 二、缓冲溶液pH的计算 第二节 缓冲溶液的pH (The pH of Buffer Solution)The pH of Buffer Solution) Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 3.2 缓冲溶液的pH 值The pH of Buffer Solution 1、缓冲溶液pH 值的计算公式 （亨德森- 哈塞尔巴赫方程式） （Henderson Hasselbalch equation） HA (aq) H+ (aq) + A- (aq) H+A- K a = - HA HA H+ = Ka - A- HA -log H+ = -log Ka - log- A- Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 3.2 缓冲溶液的pH 值The pH of Buffer Solution HA A- pH = p K a - log - = p K a + log- A- HA base pH = p K a + log - acid 这就是亨德森- 哈塞尔巴赫方程式 （Henderson-Hasselbalch equation） Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 缓冲溶液的pH 值The pH of Buffer Solution HA的浓度为c(HA) (或称起始浓度,配制浓度)， NaA的浓度为c(NaA)；HA解离部分的浓度为c(HA) 。 则： HA平 = c(HA) - c(HA) A-平 = c(NaA)+ c(HA) HA平c(HA) ，A-平c(NaA) c(A-) * 又可表示为： A pH = p K a + log - HA c(A) pH p K a + log - c(HA) c（共轭碱） pH p K a + log - c（共轭酸） Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 3.2 缓冲溶液的pH 值The pH of Buffer Solution 对于具体的缓冲系： （1）HAc NaAc缓冲系 HA 共轭酸 H+ = Ka - = Ka - A- 共轭碱 （2） NH 4Cl NH 3缓冲系 NH 3 共轭碱 OH - = Kb - = Kb - NH 4+ 共轭酸 Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 3.2 缓冲溶液的pH 值The pH of Buffer Solution 由上面公式可知: (1)缓冲溶液的pH值取决于共轭酸的Ka 和缓冲溶液的缓冲比值（buffer ratio， r a ）即共轭酸 / 共轭碱 。 （The pH of a buffer solution depends on the Ka of conjugate acid and the ratio of conjugate acid and conjugate base. The ratio is called buffer ratio） （2）同一缓冲系，当温度和 Ka 一定时，其pH值取决于缓冲比。只要改变 缓冲比，可在一定范围内配制不同pH值的缓冲溶液。 （ For certain buffer solution, at a given temperature, Ka is a constant. pH depends on the buffer ratio. We can design different buffer solutions by changing the buffer ratio） （3）当缓冲比等于1，即共轭酸 = 共轭碱 时，缓冲溶液的pH值等于组 成缓冲溶液的弱酸的pka 。 （ When buffer ratio =1 , A- = HA, pH = pKa ） Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 3.2 缓冲溶液的pH 值The pH of Buffer Solution （4）加入少量水稀释，若只考虑体积变化，缓冲比不变。实际上溶液 稀释时可改变溶液的离子强度和弱酸的电离度，缓冲比随之改变， 必然引起pH值的改变。若稀释后的体积改变不大时，pH值的改变 是很小的。（When buffer solution is diluted, the buffer ratio is not changed, so pH of buffer solution is not changed） （5） p K a = -log K a H2PO4- - HPO42- NH4+ - NH3 Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 3.2 缓冲溶液的pH 值The pH of Buffer Solution 若缓冲溶液中弱酸及其共轭碱的浓度相同 ，c(A)=c(B)时，可改写为： c（B）V（B） pH = p K a + log - c（A）V（A） V（B） pH = p K a + log - V（A） Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 3.2 缓冲溶液的pH 值The pH of Buffer Solution 若缓冲溶液的体积以V 表示，若以n A 、n B 分别表示的 溶液中所含共轭酸和共轭碱的物质的量， 则 n（B） n（B） c（A） = - c（HA） = - V V 则： n（B） pH = p K a + log - n（A） n B pH = p K a + log - n A 亨德森- 哈塞尔巴赫方程式（Henderson-Hasselbalch equation） Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 3.2 缓冲溶液的pH值The pH of Buffer Solution 2、缓冲溶液的pH值计算 例4-1 计算1.0mol/L HAc和1.0mol/LNaAc缓冲系的pH 值。pKa H Ac= 4.75 A- 1.0 pH = p K a + log- = 4.75 + log- HA 1.0 = 4.75 Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 3.2 缓冲溶液的pH值The pH of Buffer Solution 例4-2 计算0.10molL-1 NH3 20ml和0.20 molL-1 NH4Cl 15ml 混合溶液的pH值。 解：此混合溶液的缓冲系为NH4+-NH3，查表知：pKa(NH4+)=9.25，代入公 式得 = 9.25-0.17=9.08 Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 3.2 缓冲溶液的pH值The pH of Buffer Solution 例4-3在100 ml的 0.1mol/LHCl 溶液中 加入 400 ml 0.1mol/LNH3 溶液，该溶液的 pH是多少 ? (pkb = 4.75) 解： acid = NH4+ = (1000.1)/500 = 10/500 (mol/L) base= NH3 = (400 0.1- 100 0.1)/500 =30/500 (mol/L) pK a (NH4+) = 14 - 4.75 = 9.25 base 30/500 pH = p K a + log - = 9.25+log- = 9.73 acid 10/500 Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 3.2 缓冲溶液的pH 值The pH of Buffer Solution 例4-4 取0.10molL-1KH2PO410ml与0.20 molL-1 Na2HPO41.0ml混合,求其混合溶液的pH值。 解：此混合溶液的缓冲系为H2PO4-HPO42-，查表知 H2PO4-的pK a2 =7.21，代入公式得 = 7.21-0.70=6.51 Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 3.2 缓冲溶液的pH 值The pH of Buffer Solution 补 1： 在烧杯中盛放20.00 mL 0.10molL-1 NH3H2O 溶液,逐步滴入0.10 molL-1 HCl 溶10.00mL , 求此混合溶液的pH值.(pKb = 4.75). 补 2: 取50.00 mL 0.10molL-1某一元弱酸溶液与 20.00mL 0.10 molL-1 KOH 溶液混合,将此液 稀释至100mL测出此液的pH值为5.25,求此一 元弱酸的电离常数是多少? 补 3: 298K时,将150mL0.2 molL-1 NaAc溶液与50 mL 0.1 molL-1 H2S04混合,求混合溶液的pH值,若 混合溶液中含有10-5 molL-1 Fe3+杂质,判断有无 沉淀产生?(pKa = 4.75 ,Ksp = 1.110-36 ) Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 解题思路: 加入HCl后,进行如下反应: NH3 H2O + HCl = NH4Cl+H2O 由此知,反应后:nNH3 = 20.000.100 10.000.100 = 1(mmol) nNH4+= nHCl = 0.10010.00 = 1 (mmol) 由 得, 所以,pH = 14.0 4.75 = 9.25 补 1： Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 解题思路: 反应: HA + KOH = KA + H2O 平衡后:HA = (500.10 200.10)/100 = 0.03(mol L-1) KA= (200.10)/100 = 0.02 (mol L-1) 由 得, 所以,kHA = 3.7510-6 补 2: Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 补 3: 解题思路: 混合溶液中的反应: 2NaAc + H2SO4 = Na2SO4 + 2HAc 由等物质的量规则知:NaAc = (1500.20 500.10)/200 = 0.03(mol L -1) HAc= (2500.10)/200 = 0.05 (mol L-1) 由 得, 所以,pH = 5.15 pOH = 8.85 OH = 1.40 10-9 mol L-1 又 Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3 Q i = Fe3+OH-3 = 2.74 10-32 1.1 10-36 故有Fe(OH)3沉淀产生. Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 第三节 缓冲容量和缓冲范围 【内容提要】 一、缓冲容量 二、影响缓冲容量的因素 三、缓冲容量与pH值的关系 Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 3.3 缓冲溶液的缓冲容量Capacity of Buffer Solution （1）缓冲容量的概念（Concept of buffer capacity） 缓冲容量()在数值上等于单位体积（ 1L或1ml）的缓冲溶液的pH值改变一个单位所 需外加一元强酸或者一元强碱的物质的量（ mol 或mmol）其数学表达式为：（The buffer capacity () is the amount-of-substance of strong acid or base per liter needed to produce a unitchange in pH.） Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 3.3 缓冲溶液的缓冲容量Capacity of Buffer Solution b a = - = - - |pH| |pH| b、a分别为单位体积中加 入一元强碱、一元强酸的微小量， pH值为加入强碱、强酸后溶 液pH值的改变量。 Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 3.3 缓冲溶液的缓冲容量Capacity of Buffer Solution 值越大，就相当于使单位体积缓冲溶液的pH 值改变1个单位所需要加入强酸或强碱的量越多， 缓冲能力越大。缓冲容量只是在一定范围内的平均 值，加入强酸或强碱的量越少，pH值的改变量越小 ，缓冲容量的计算值越准确： db da = - = - - |dpH| |dpH| 缓冲容量单位是molL-1 pH-1 。 Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 3.3 缓冲溶液的缓冲容量Capacity of Buffer Solution 缓冲溶液pH值每发生一微小变化，都有相应的缓冲容量，换 言之，缓冲容量是随着pH值的改变而改变的，这种变化关系如 图： 图3 1 缓冲容量与pH值的关系 a -HCl; b,c-HAc-NaAc; d-0.05mol/LKH2PO4-NaOH; e - 0.05mol/LH3BO3-NaOH; f-NaOH Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 3.3 缓冲溶液的缓冲容量Capacity of Buffer Solution （2）影响缓冲容量的因素（Factors of Influencing Buffer capacity ） 缓冲容量的大小取决于缓冲溶液的总浓度和缓冲比。 （2.1）缓冲溶液总浓度对缓冲溶液的影响 Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 3.3 缓冲溶液的缓冲容量Capacity of Buffer Solution 当缓冲比一定时,缓冲溶液的总浓度越大,则缓 冲容量就越大(如上图曲线b和c).此变化关系还可以 用下表实例说明: Table 3-1: the relationship between capacity and concentration - Buffer Ac-(mol/L) HAc ratio c total (molL-1pH-1) - 1 0.1 0.1 1:1 0.2 0.115 2 0.02 0.02 1:1 0.04 0.023 - Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 3.3 缓冲溶液的缓冲容量Capacity of Buffer Solution (2.2)缓冲比对缓冲容量的影响: 当缓冲溶液的总浓度一定时,缓冲容量是随着缓冲比的变 化而变化的（见上图的曲线b、c、d、e）。 当缓冲比等于1时，即溶液的pH = pK a时， 缓冲容量最 大，在曲线上是极大值； 而缓冲比远离1，即pH 远离pK a时，缓冲容量变小，缓冲 比偏离1越远，缓冲容量越小。此变化关系还可以用下表实例 说明: Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 Table 3-2: the relationship between capacity and buffer ratio - Buffer Ac-(mol/L) HCl ratio c total (mol L-1pH-1) - 1 0.095 0.005 19:1 0.1 0.0109 2 0.09 0.01 9:1 0.1 0.0207 3 0.05 0.05 1:1 0.1 0.0576 4 0.01 0.09 1:9 0.1 0.0207 5 0.005 0.095 1:19 0.1 0.0109 - Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 3.3 缓冲溶液的缓冲容量Capacity of Buffer Solution （2.3）缓冲溶液的缓冲范围 一般认为,当缓冲比小于1/10或大于10/1,相应 地溶液的pH值小于p K a 1或 p K a+ 1,时,缓冲容量 已太小,溶液已失去缓冲能力.(When the ratio (A- / HA)1/10 or 10/1 , in other words pHp K a 1 or pHp K a+ 1, the solution loses buffer ability ) 缓冲溶液的pH值在pH = p K a 1区 间时,缓冲溶液才具有缓冲能力。缓冲溶液具有缓 冲能力的pH范围pH = p K a 1，称为缓冲范围（ buffer range）。 ( only in the range, pH = p K a 1 the buffer is effective. This range is called buffer range。） Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 3.3 缓冲溶液的缓冲容量Capacity of Buffer Solution Figure: Distribution curves for acetic acid and acetate ion as a function of pH. Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 3.3 缓冲溶液的缓冲容量Capacity of Buffer Solution Figure: Distribution curves for carbonic acid, bicarbonateion, and carbonic ion, as a function of pH. Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 【内容提要】 一、缓冲溶液的配制原则 二、缓冲溶液的配制 第四节 缓冲溶液的配制 Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 3.4 缓冲溶液的配制Designing and Preparation ofBuffers （1）缓冲溶液的配制规则 (Preparing Principle of Buffer Solution) (1) 选择合适缓冲系：(Choose the suitable buffer system) pH=4.2 buffer solution, HAc - NaAc, pKa=4.75, buffer range: 3.7-5.6 要有多种缓冲系可供选择，则应该尽可能选择更接近欲配制的pH值 缓冲系，这样的缓冲溶液的缓冲比尽量等于1，使得缓冲能容量最大。 pH= 5.2 buffer solution, HAc-NaAc, pKa=4.75 KOOCC6H4COOH - KOOCC6H4COONa, pKa=5.4 Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 3.4 缓冲溶液的配制Designing and Preparation ofBuffers 要有适当的总浓度:Choose the suitable total concentration 一般缓冲溶液总浓度在0.05 0.2 molL 1 ，缓冲容量 为0.01 0.1之间.(总浓度太低，缓冲容量过小，总浓度 太高，离子强度太大，配制的缓冲溶液的pH值必须校正。) 3. 根据所要求的pH值和所选用缓冲系中的共轭酸的 pKa,计算各种缓冲成分所需的量. 4. 按照计算结果,将所需的共轭酸和共轭碱溶液混合 均匀,即可得到一定pH值和一定体积的缓冲溶液. Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 3.4 缓冲溶液的配制Designing and Preparation ofBuffers (2)缓冲溶液的配制: (2.1)以相同浓度的共轭酸和共轭碱来配制: 先配制出相同浓度的共轭酸和共轭碱溶液,然后根据缓冲 溶液的pH计算公式计算出所需的共轭酸和共轭碱的体积数混 合,就可以得到要配制的缓冲溶液. 设需配制溶液的总体积为V ,共轭酸的体积为VA 和共轭碱VB,混合溶液的浓度为C, 则, c VA c VB A= - B= - VB = V VA V V VB V VA pH = p K a + lg - = p K a +lg- VA VA Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 3.4 缓冲溶液的配制Designing and Preparation ofBuffers 例1.如何配制pH=5.00,具有中等缓冲能力的缓冲溶液100mL? 解: (1)选择合适的缓冲系, HAc- Ac- (2)选总浓度:所配制的缓冲溶液是中等缓冲能力,总浓度可选 0.1mol L 1 (3)计算所需HAc、NaAc的量。 Ac 100VA pH = p K a + log - = 4.75+log- = 5.00 HAc VA 计算得, VA = 36.00mL ,VB = 64.00mL. (4)量取64.00mL0.1 molL1 NaAc溶液 和 36.00mL 0.1 molL1 HAc溶液混合均匀,即可得到pH=5.00,具有中等缓冲能力的 缓冲溶液100mL Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 3.4 缓冲溶液的配制Designing and Preparation ofBuffers (2.2)在一定量弱酸中加入一定量的强碱配制缓 冲溶液 例2.用1.00molL-1NaOH中和1.00molL-1丙酸(用HPr代表)的方法， 如何配制1000ml总浓度为0.100molL-1 pH 5.00的缓冲溶液。 (已知丙酸的pKa=4.86) 解： (1)1000ml 缓冲溶液中缓冲物质总的物质的量皆由 HPr提供。 设1000ml 总浓度为0.1molL-1的缓冲溶液需1.00molL-1 HPr为 x ml 则 0.11000 = 1.00x x = 100(ml) 加入丙酸的物质的量为：1001=100 mmol Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 3.4 缓冲溶液的配制Designing and Preparation ofBuffers (2)设需加入1molL-1 NaOH为V ml 则生成的丙酸钠为V 1= V mmol 总的物质的量为100mmol，全部由丙酸提供。 取1.00 molL-1丙酸100ml，1.00 molL-1 NaOH 58.0ml加水至1000ml，即得总浓度为0.100molL-1 pH 5.00的丙酸缓冲溶液1000ml 。 V = 58.0（ml） Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 3.4 缓冲溶液的配制Designing and Preparation ofBuffers Example 3: We want to prepare a buffer solution of pH =5.10,calculate the volume of 0.1mol/L NaOH we should add in the solution of 100ml 0.1mol/L HCl ? buffer system: HAc/Ac-, p K a = 4.75 HAc + OH- Ac - + H2O Added n N a OH = produced n Ac- = neutralized n H Ac Suppose add x ml NaOH , n Ac- = 0.1 x n H Ac= 0.10100 0.1 x pH = p K a + log (n Ac-/ n H Ac) 5.10 = 4.75 +log 0.10 x/(0.10100 0.1 x) x = 69.1 ml take 69.1 ml 0.10 mol/L NaOH solution,add to the 100 ml 0.1mol/L HAc solution, then, mixed completely. You got a buffer solution of pH 5.10 . Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 3.4 缓冲溶液的配制Designing and Preparation ofBuffers 补例配制1L pH=10.0的NH3-NH4Cl缓冲溶液，已用去 350ml15molL-1氨水，问需氯化铵多少克？已知 Kb(NH3)=1.810-5 ，M(NH4Cl)=53.5g mol-1。 解: 即：pKa9.25 m(NH4Cl) = 50g Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 3.4 缓冲溶液的配制Designing and Preparation ofBuffers 补例1:欲配制pH=5.00缓冲溶液,计算在50mL0.1molL1 HAc 溶 液应加入0.1molL1 NaOHmL溶液若干毫升? 补例2:已知,25时,HAc的K a = 1.7610 5 , H2CO3的K a1=1.7610 7 , H3PO4的K a1=1.7610 3 , 问:配制pH = 4.75 的缓冲溶液选用哪种酸最好?计算需要要 这种酸多少克与NaOH多少克才能配制1L总浓度为1molL 1 的缓冲溶液? 补例3:欲配制500mLpH=5.00缓冲溶液,若原始溶液中HAc浓度为 0.2molL1,需加入NaAc3H2O多少克?(忽略体积变化 )若 用6.0 molL1 HAc溶液配制原始溶液需多少毫升?配 制 时如何具体操作?(K a=1.7610 5 ,MNaAcH2O) Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 补例1 解题思路: 混合溶液中的反应: HAc + NaOH = NaAc + H2O 由等物质的量规则知:被中和的HAc的物质的量=生成的NaAc的物质的 量=被加入的NaOH的物质的量 设需加入NaOH的体积为z ml,则加入NaOH的物质的量为0.1z mol,配制 成缓冲溶液的总体积为V ml,其值等于(50 + z) ml 所以Ac- = 0.10 z/ V (mol L-1) HAc= (0.5-0.1z)/ V (mol L-1) 由 得 解得z = 32.0 ml 在50.0 mlHAc 溶液中加入32.0 ml 0.1 mol L-1NaOH溶液,然后混合、摇 匀即得pH=5.00 的缓冲溶液。 Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 补例2 解题思路: (1) 选择HAc 最好（配制pH=4.75的缓冲溶液，pka=4.75） (2) 设需要HAc为x mol , NaOH为y mol HAc + NaOH = NaAc + H2O 由等物质的量规则知:HAc=x y Ac-=y ; 又知,缓冲溶液的浓度为1molL-1 ,所以有,HAc+Ac- =1 mol L -1 故有 解得,x = 1.0 mol y = 0.5 mol ;HAc 、NaOH 的质量分别为60g 、20g Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 补例3 解题思路: (1) 配制pH=5.00的缓冲溶液，H+ =1.0 10-5 molL-1 由 得 故NaAc3H2O 的质量为：0.3521360.500=23.94（g） (2) 设需要6 mol Hac溶液为x ml 则，6.0 x = 0.2 500 ，x =16.67 ml (3) 称取的质量分别为23.94g NaAc3H2O于烧杯中,加入少量的蒸馏水溶 解,再加16.67 ml 6 molL-1 HAc 溶液,加蒸馏水至500ml ,摇匀即可得 到pH=5.00 ml的缓冲溶液. Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 3.4 缓冲溶液的配制Designing and Preparation ofBuffers 根据Henderson-Hasselbaleh方程式配制的缓冲 溶液的pH是近似的*。 为了能准确而又方便地配制所需pH的缓冲溶液 ，科学家们经过精密细致的研究，制订了许多配制 准确pH缓冲溶液的配方，根据这些现成的配方进行 配制，就可得到所需pH的缓冲溶液。 Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 第5节常用的缓冲溶液 Buffer solution most in use 1.校正PH用的基准溶液 在一定温度下其pH值准确已知；在偶然沾污的 条件下，pH值基本不变。 五种基准溶液: 酒石酸体系, 磷酸盐(1:1)体系, 磷酸盐(1:3.5)体系, 邻苯二甲酸盐体系, 硼砂体系. Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 3.5常用的缓冲溶液 Buffer solution most in use 2.实用缓冲体系 适用于生理学要求的缓冲溶液pH 在69之间，缓冲物质不应参与或影 响生化反应。基本上符合生理、生化 要求的缓冲系是三（羟甲基）甲胺及 其盐酸盐。 符号 : TrisTrisHCl 在Tris缓冲溶液中加入NaCl是为 了调节离子强度至0.16，使其溶液与 生理盐水等渗。 Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回 3.5缓冲溶液在医学上的应用 The application of buffer solution to medical science 血液的pH值: 7.367.44 血浆中的缓冲系（Intracellular buffers）： H2CO3-HCO3-, H2PO4-HPO42- , HnP-Hn-1P- 血浆中红细胞内的缓冲