缓冲溶液pH的计算.PPTVIP

第四章 缓冲溶液 Buffer Solution 学习内容 1. 缓冲溶液及缓冲机制 ① 缓冲溶液及其作用机制 ② 缓冲溶液的组成 2. 缓冲溶液pH的计算 ① 缓冲溶液pH的近似计算公式 ② 缓冲溶液pH计算公式的校正 3. 缓冲容量和缓冲范围 ① 缓冲容量 ② 影响缓冲容量的因素及缓冲范围 学习内容 4. 缓冲溶液的配制 ① 常用缓冲溶液的配制方法 ② 标准缓冲溶液 5. 血液中的缓冲系 学习要求 掌握缓冲溶液的概念、组成和缓冲机理。 掌握影响缓冲溶液pH的因素、应用Henderson-Hasselbalch方程式计算缓冲溶液的pH值。 掌握缓冲容量的概念、影响因素及有关计算。 熟悉配制缓冲溶液的原则和方法。了解医学上常用缓冲溶液配方和标准缓冲溶液。 熟悉血液中的主要缓冲系及在稳定血液pH过程中的作用。 第一节 缓冲溶液及缓冲机制 实验 样品1，0.10 mol·L-1 NaCl溶液 样品2，含 HAc 和 NaAc 均为0.10 mol·L-1的 混合溶液 操作：滴加强酸 HCl 至c(HCl)=0.010 mol·L-1 观察现象：pH的变化 第一节 缓冲溶液及缓冲机制 第一节 缓冲溶液及缓冲机制 第一节 缓冲溶液及缓冲机制 结论 HAc — NaAc 混合溶液具有抵抗外来少量强酸、强碱而保持pH基本不变的能力。 第一节 缓冲溶液及缓冲机制 缓冲溶液及其作用机制 缓冲溶液（buffer solution） 能够抵抗外来少量强酸、强碱，或稍加稀释时可保持其pH基本不变的溶液。 缓冲作用（buffer action） 缓冲溶液对强酸、强碱或稀释的抵抗作用。 第一节 缓冲溶液及缓冲机制 以HAc—Ac-体系为例 当加入少量强酸时，外来H+将质子传给Ac- ，质子转移平衡左移，溶液的pH保持基本不变。 当加入少量强碱时，OH- 接受H3O+传递的质子，质子转移平衡右移，补充消耗掉的H3O+离子，而溶液的pH保持基本不变。 第一节 缓冲溶液及缓冲机制 用质子转移平衡式表示 加少量强酸：H3O + + Ac - HAc + H2O (大量) 加少量强碱: H3O+ + OH- 2H2O HAc + H2O Ac- + H3O+ + (大量) HAc + OH - Ac- + H2O 第一节 缓冲溶液及缓冲机制 第一节 缓冲溶液及缓冲机制 结论 ① 缓冲溶液中同时含有较大量的抗碱成分和抗酸成分，对抗的只是外来的少量强酸、强碱。 ② 通过弱酸解离平衡的移动，使溶液中H+离子或OH-离子浓度无明显的变化，因此具有缓冲作用。 第一节 缓冲溶液及缓冲机制 缓冲溶液的组成 一般由具有足够浓度和一定比例的共轭酸碱对的两种物质组成。共轭酸称为抗碱成分，共轭碱称为抗酸成分。 组成缓冲溶液的共轭酸碱对的两种物质合称为缓冲系(buffer system)或缓冲对(buffer pair)。 第一节 缓冲溶液及缓冲机制 第一节 缓冲溶液及缓冲机制 常见的缓冲系 第一节 缓冲溶液及缓冲机制 在实际应用中，还采用酸碱反应的生成物与剩余的反应物组成缓冲系。 弱酸（过量）+ 强碱 强酸 + 弱碱（过量） 优点： HCl 和 NaOH 溶液常备试剂，容易获得。 弱酸或弱碱的浓度即缓冲系的总浓度。 通常缓冲溶液的pH需要在pH计监控下调整，滴加强碱/酸易于操作。 第二节 缓冲溶液pH的计算 缓冲溶液pH值的近似计算公式：Henderson—Hasselbalch方程式 以HB代表弱酸，并与B-组成缓冲溶液。 第二节 缓冲溶液pH的计算 Henderson—Hasselbalch方程式 第二节 缓冲溶液pH的计算 Henderson—Hasselbalch方程式的意义 缓冲溶液的pH首先取决于pKa pKa值一定，其pH随着缓冲比[B-]/[HB]的改变而改变。当缓冲比等于l时，pH等于pKa 第二节 缓冲溶液pH的计算 Henderson—Hasselbalch方程式的应用 HB在溶液中只少部分解离，且因B-的同离子效应，使HB几乎完全以分子状态存在。所以 第二节 缓冲溶液pH的计算 由于 c = n/V，所以