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1、上 课五年后，大学学习生涯会令你后悔吗 ？化 学 基 础生化教研室概 述 一、化学基础 主要内容 二、为什么要学习化学基础 三、怎样学好化学基础 四、课程安排 一、化学基础 主要内容 第一章 溶液 第二章 物质结构 第三章 烃 第四章 烃烃的衍生物 第五章 生物大分子 二、为什么要学习化学基础柠檬酸异柠檬酸(顺乌头酸)-酮戊二酸琥珀酰CoA琥珀酸延胡索酸苹果酸草酰乙酸乙酰CoA三羧酸循环HSCoAH2OH2OH2OH2O2H CO2CO22HHSCoA2H(FAD)2HHSCoA（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）GTP GDT+PiCH2 C=O COOH 丙酮酸COO-C
2、=OCH2COO- 草酰乙酸COOHCH2CHOHCOOH 苹果酸COO-C=OCH2COO- 草酰乙酸H+NAD+ NADHCO2NADPH+H+ATPADP+PiCO2三羧酸循环中草酰乙酸的主要来源苹果酸酶苹果酸 脱氢酶丙酮 酸羧化酶 三、怎样学好化学基础三、怎样学好化学基础 认真听讲，掌握重点； 课后复习，及时消化。 四、课程安排 总学时：42学时第一章 溶液（8学时）第二章 物质结构 （8学时）第三章 烃（6学时）第四章 烃烃的衍生物（8学时）第五章 生物大分子（12学时） 答疑时间：周一 上午答疑地点：8401 考试时间：11月4日晚上18：00第一章 溶 液 (solutions)
3、 在科研工作中，绝大多数化学反应均需在水溶 液中进行； 在工业生产中，利用发酵法制备乙醇需在水溶 液中进行； 在农业生产中，给农作物喷洒的农药往往需要 配成溶液； 在医疗实践过程中，葡萄糖生理盐水、口服药 水、碘酒、红药水、各种针剂等是溶液； 日常生活中的米醋、汽水等都是溶液； 人体内60%以上是体液，即含有各种电解质及 有机物的水溶液。 第一节 溶液的概念泥土菜油1/3试管水振荡混匀 静置蔗糖食盐 一种或几种物质以单个分子或离子形式 均匀地分散到另一种液体物质中所得的 稳定混合物称为溶液。* 溶液中能溶解其它物质的是溶剂（水） ，被溶解的物质是溶质（蔗糖、NaCl） 。 溶液 = 溶质 +
4、溶剂。* 一种物质以微粒形式分散到另一种物质 中，所得体系叫分散系。 分散系中分散成微粒的物质叫分散相（ 例如泥土、油、分子、离子），分散相 所处的介质叫做分散介质（例如水）。 分散系 = 分散相 + 分散介质。 分散系分类（按分散相粒子大小）： 粗分散系：分散相粒子100nm（例：悬浊 液、乳浊液）。 胶体分散系：分散相粒子 1100nm（例： Fe（OH）3溶胶）。 分子（或离子）分散系：如果分子直径在1 100nm之间，称高分子溶液（例：淀粉溶液 ）；如果分子直径 K2K3，一般以K1作为多元弱酸的 电离常数。 H3PO4 H+ + H2PO4- K1 H2PO4- H+ + HPO42
5、- K2 HPO42- H+ + PO43- K3 电离度和电离常数的关系（以CH3COOH电离为 例）： CH3COOH CH3COO- + H+初始浓度 C 0 0平衡浓度 C（1-） C C H+ CH3COO- C22 C2CH3COOH C（1-） （1-）由于弱电解质较小，可忽略不计，1-1，故有：Ki = C2或= Ki C Ki = = =电离度和电离常数的关系：*Ki = C2Ki C 或=例8：在25时，0.10M CH3COOH溶液中 H+是多 少？已知Ka=1.810-5。解： CH3COOH CH3COO- + H+平衡时 H+ = C= 1.310-3 M KaC=
6、 C= 0.11.810-5 0.1例9：在25时，已知0.20M NH3H2O的电 离度为0.93%，求NH3H2O的Kb。解： Kb = C2 = 0.20（0.93% ）2 =1.810-5 六、水的离子积和溶液的 pH值 1.水的离子积*水是一种微弱的电解质，能电离出极 少H+和OH-，存在下列电离平衡关系式：H2O H+ + OH-H+ OH-H2OKi = 25，H+=10-7 M，OH-=10-7 M，1000g H2O = = 55.5mol/L18g/mol 计算得出Ki = 1.810-16，我们可以将H2O看成常 数，因此得出：在一定温度下，H+ OH- = KiH2O
7、=常数， 此常数称为水的离子积，记作Kw。在25时，Kw = 1.810-1655.51.010-14。 2.水的离子积应用* 25条件下，如果在纯水中加入少量 酸或碱，则可使水的电离平衡发生移动 ，从而改变H+ 和OH-，使H+ OH- ，但两者乘积仍等于1.010-14。因此，当 知道H+，就可以计算出OH-，反之亦 然。 例10：计算25时，0.01M NaOH溶液中 OH- 和H+。解：NaOH Na+ + OH-1 10.01 0.01OH- = NaOH = 0.01 MH+ = = 1.010-12 MKw OH-1.010-14 0.01 例11：计算25时，0.001M HC
8、l溶液中H+和 OH-。解： HCl H+ + Cl-1 10.001 0.001H+ = HCl = 0.001 MOH-= = = 1.010-11 MKw H+1.010-14 0.001 溶液酸碱性判定： 如果H+= OH- = 1.010-7，这种 溶液称为中性溶液； 如果H+1.010-7 OH- ，这种 溶液称为酸性溶液； 如果 OH- 1.010-7 H+，这种 溶液则称为碱性溶液。 3.溶液的pH值*对于弱酸或弱碱而言，H+很小，为方 便计算，往往用pH值表示溶液酸碱度： pH = -lgH+ 若用pH表示溶液酸碱度，其范围在0 14：pH1.010-7pH=7，中性 H+=
9、 1.010-7pH7，碱性 H+1.010-7 溶液pH值测定： 1.一般可用pH试纸来测定,用待测溶 液浸润该试纸,试纸即显示出一定颜色, 与该pH试纸所附标准色谱比较,便可测得 溶液的pH值。 2.如需要精确测定pH值，则可选用 pH计。 PH值在医学上具有重要意义: 人体各部分体液具有一定的pH值,保证了人体 正常的生理活动; 各种微生物的培养需要一定pH值培养液; 酶的催化活动只有在一定pH范围内才能发挥作 用; 眼药水和肌肉注射剂也都有一定的pH范围,过 高或过低都会引起刺激和疼痛. 例12：已知溶液中H+= 1.010-3M，求 该溶液的pH值。解：pH = -lgH+ = -l
10、g（1.010-3）=3例13：已知25时，NH3H2O 的Kb = 1.810-5 ，求0.01M NH3H2O溶液中OH-和pH值。解：设溶液中OH-为xM，则有平衡后 0.01-x x xNH3H2O NH4+ OH-x2 0.01-x解得 x = 4.210-4MKb = =1.810-5 七、同离子效应和缓冲溶液 （一）同离子效应*在弱电解质溶液中加入该电解质具有 的同名离子的强电解质，会使该电解质 的电离度下降，这种现象叫同离子效应 。0.1MHAc溶液pH3，加入少量固体NaAc， 建立新的平衡后，溶液中H+显显著地减少，而 HAc相应应增大，因而HAc的电电离度减少了， 从而使
11、溶液pH由3上升至5。 HAc H+ + Ac-NaAc Na+ + Ac-(加入HCl?)同名离子 弱碱的同名离子（二）缓冲溶液20ml 0.1M HAcNaAc混合液 20ml 0.1M HAcNaAc混合液 1ml 0.01M NaOH 测定pH值 pH值几乎不 变（PH5） 1ml 0.01M HCl 测定pH值 能够抵抗外加少量强酸或强碱而使 溶液 pH值几乎不变的作用，叫做缓冲作 用。 具有缓冲作用的溶液称缓冲溶液。 1.缓冲溶液的组成弱酸和弱酸盐： CH3COOH CH3COONa (HAc NaAc), H2CO3 NaHCO3 弱碱和弱碱盐： NH3H2O NH4Cl酸式盐和
12、对应次级盐：NaH2PO4 K2HPO4 2.缓冲作用机理： 以H2CO3 NaHCO3为例： H2CO3 H+ + HCO3-NaHCO3 Na+ + HCO3- 当外加少量HCl时：HCl H+ + Cl-H+ + HCO3- H2CO3，使溶液 pH值几乎不变，故HCO3-为抗酸成分。 当外加少量NaOH时： NaOH Na+ + OH-OH- + H+ H2O 补充（大量)H2CO3 H+ + Ac-，使溶 液PH值几乎不变，故H2CO3为抗碱成分。 缓冲溶液中既有大量的抗酸成分，又 有大量的抗碱成分，因此可以抵抗外加 的少量强酸或强碱，使溶液pH值几乎不 变。 人体体液pH在7.35 7.45之间，主要 是因为H2CO3NaHCO3等缓冲作用。 科研工作中，酶促反应需要恒定pH 环境，往往需在缓冲溶液中进行。 3.缓冲溶液pH值计算以HAc NaAc为例： HAc H+ + Ac- NaAc Na+ + Ac-上式中HAc可以看作为弱酸的总浓度，溶液中Ac-可 以认为就等于NaAc的总浓度
