第四章第四章 缓冲缓冲溶液溶液目的要求★掌握缓冲溶液概念、组成和作用机理★掌握缓冲溶液的有关计算★熟悉缓冲溶液的配制★熟悉缓冲容量概念及影响缓冲容量大 小的因素★了解标准缓冲溶液，血液中的缓冲系 §4-1 缓冲溶液及其缓冲组成一缓冲作用及缓冲溶液组成 缓冲溶液对强酸、强碱或稀释的抵抗作用称为缓冲作用（缓冲作用（buffer action））1.缓冲溶液的概念能抵抗外来少量强酸少量强酸、强碱强碱或稍加稀释，而能保持其pH基本不变基本不变的溶液，称为缓冲溶液（缓冲溶液（buffer solution）） 1. 酸（碱）—共轭碱（酸）2.缓冲溶液的组成NaHCO3——Na2CO3NH3·H2O——NH4ClH3PO4——Na3PO4非缓冲溶液Na2HPO4——Na3PO4H3PO4——NaH2PO4 2. 弱酸弱碱3. 足够总浓度 (c总在0.05—0.2mol/L范围内)4. 浓度相差不能太大 判断下列溶液是否为缓冲溶液?1. 0.1mol/LHAc+0.1mol/LNaAc2. 0.1mol/LHAc+0.1mol/LNaOH3. 0.1mol/LHAc+0.05mol/LNaOH是否是4. 0.05mol/LHAc+0.1mol/LNaOH否5. 0.0010mol/LHAc+0.001mol/LNaAc6. 0.0125mol/LHAc+0.1875mol/LNaAc否否 一般采用如下方法组成缓冲液:弱酸（碱）（过量）+强碱（酸）例如：HAc （过量） +NaOH NH3·H2O （过量）+HCl 思考题：思考题：对H3PO4+NaOH分六种情况讨论组成缓冲对的情况；NaH2PO4NaH2PO4 ～～H3PO4 Na2HPO4～～NaH2PO4Na2HPO4 Na2HPO4 ～～ Na3PO4Na3PO4 二. 缓冲机制（机理）平衡左移H+没有明显升高Ac-消耗了一些HAc增加了一些Ac-抗酸成分 平衡右移补充消耗的H3O+[H+]没有明显降低HAc抗碱成分 §4-2 缓冲溶液的pH值一.缓冲溶液pH的计算公式同离子效应 缓冲对HB —NaB解释：缓冲溶液稍加稀释而pH保持不变 注：1.公式推导时[B-]及[HB]是指平衡浓度;近似处理使计算近似处理使计算pH值与实际值与实际pH值有偏差值有偏差 2.对多元酸酸式盐及其次级盐的缓冲系要注意公式的内容;例如:H3PO4—NaH2PO4NaH2PO4—Na2HPO4Na2HPO4—Na3PO4 3.注意pKa的含义;例如:NH3—NH4Cl 例1.将100ml0.50mol/LNH3.H2O与60ml 0.50mol/LHCl混合（1）求此溶液pH值。
2）加入0.1克NaOH，求pH值3）加入1.5ml1mol/LHCl，求pH值 解：（1）50mmol 30mmol反应初反应终30mmol20mmol （2） （3） 例2. 取0.1mol/L某一元弱酸50ml与20ml 0.1mol/LKOH混合，将此溶液稀释至100ml，测得该溶液pH为5.30，求一元弱酸的Ka解： 例3. H3PO4+NaOH分六种情况讨论各自pH值的计算公式NaH2PO4 ～H3PO4NaH2PO4 Na2HPO4～NaH2PO4Na2HPO4 Na2HPO4 ～ Na3PO4Na3PO4 §4-3 缓冲容量和缓冲范围一.缓冲容量 缓冲容量β是用来衡量缓冲溶液缓冲能力的一个物理量，它与缓冲溶液加入的强酸强碱的物质的量成正比，与缓冲溶液的pH改变量成反比1.定义 使单位体积缓冲溶液的pH改变1个单位时,所需加入的强酸、强碱的物质的量单位：mol/L·pH或mmol/L·pH 2.影响缓冲容量的因素 ⑴当b/a一定时，C总越大,β也越大; ⑵当C总一定时，缓冲比越趋于1，β越趋于极大值； （3）曲线（1）、（6）无极大值二. 缓冲范围缓冲比 1/10～10pH值pKa-1 ～ pKa+1 例. 下列各缓冲溶液，缓冲容量最大的是A. 500ml中含有0.15molHAc和0.05molNaAcB. 500ml中含有0.05molHAc和0.15molNaAcC. 500ml中含有0.1molHAc和0.1molNaAcD.1000ml中含有0.15molHAc和0.05molNaAcE.1000ml中含有0.1molHAc和0.1molNaAc答案：答案：C §4-4缓冲溶液的配制一. 缓冲溶液配制方法实际中我们需要配缓冲溶液,一般分四步:1.选择缓冲对 例:欲配pH=4.5缓冲溶液,可选择(B)2.确定总浓度0.05～0.2mol/L 3.计算缓冲比4.校正 P58例4-5 例题(1)选择缓冲系pH=5.00HAc的pKa=4.75选HAc—NaAc缓冲系(2)确定总浓度 设取V ml 0.1mol/L的NaAc则HAc为(100-V)ml根据将64ml0.10mol/LNaAc与36ml0.1mol/LHAc混合就可配pH=5.00的缓冲溶液 例2. 如要配置pH=5.10缓冲液100ml需在6mol/LHAc10ml中加入2mol/LNaOH多少ml？ 例3. 在浓度为0.05mol/L的Tris(三—羟甲基—甲氨)溶液50ml中,加入浓度为0.05mol/L的HCl溶液多少毫升,用水稀释到100ml后溶液的pH值为7.40?(已知Tris·HCl的pKa=8.17)TrisTris·HCl 解:设需加入HCl溶液xml P60 表4-5表4-6医学上广泛使用缓冲溶液配方表 二. 标准缓冲溶液表4-7中所列物质，为什么可单独配置缓冲溶液？1.硼砂（Na2B4O7·10H2O） 2.酒石酸氢钾 （KHX）（1）HX-～H2X pKa1=2.98（2）X2- ～ HX-pKa2=4.30KHXpH=1/2（ pKa1 + pKa2 ）=3.64思考题：NaH2PO4能否单独配缓冲溶液？ §4-5血液中的缓冲系1.血浆中的缓冲系⑴H2CO3～HCO3-(或CO2(溶解) ～HCO3-)2.血浆中正常pH的计算 3.血液pH维持7.35～7.45原因 2.红细胞中的缓冲液H2b ～Hb-、HHbO2 ～HbO2-输送O2，排出CO2；血液中肺中 补充题：How many grams of NaC3H5O3 must be added to 0.1mol of HC3H5O3 in order to prepare 1.0 liter of a buffer solution whose pH equals 4.15(pKa=3.86)?(key:22g)作业：P64，5（求最大缓冲容量改为求pH值） 7，8，9（答案改为1.24），10 预习第五章预习第五章—酸碱滴定法酸碱滴定法讨论题:(1)酸碱指示剂工作原理是什么,它的理论变色范围如何确定?甲基红、甲基橙、酚酞的实际变色范围是多少？(2)一元强酸碱相互滴定，计量点附近的pH突跃是如何产生的？突跃范围对滴定有什么实际意义？突跃范围是大好还是小好？影响突跃范围的因素是什么？指示剂如何选择？ (3)一元弱碱酸被强酸碱滴定的突跃范围与上者突跃范围有那些不同？影响滴定突跃范围的因素是什么？弱酸弱碱被直接滴定的条件是什么？附加题：计算0.1000mol/LHNO2（Ka=4.6×10-4）20.00ml被0.1000mol/LNaOH滴定，NaOH加入19.98ml、20.00ml、20.02ml时各点的pH值，选择指示剂，指示剂颜色如何变化。
第四章小结第四章小结★缓冲溶液的概念、组成、缓冲作用机制★缓冲溶液pH的计算★缓冲容量、缓冲范围影响缓冲容量的因素：C总、缓冲比★血液中的缓冲系： 血浆中的缓冲系、红细胞中的缓冲系 。