缓冲溶液教学教案

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1、缓冲溶液教学教案【引言】:血液pH范围为7.35 7.45,不因代谢过程中产生酸、碱性物质而变化,血液是缓冲溶液,缓冲溶液如何维持pH不变。一、缓冲溶液的组成及作用机理(一)缓冲溶液的组成HAc NaAc 加少量HCl、NaOH、pH很小缓冲溶液:能抵抗外加少量强酸或强碱,而维持pH基本不发生变化的溶液。缓冲作用:缓冲溶液所具有的抵抗外加少量强酸或强碱的作用。缓冲溶液的组成:足够浓度的共轭酸碱对(缓冲对)由足够浓度的共轭酸碱对组成的缓冲溶液,所起作用是抗酸、抗碱,如何抗得。(二)缓冲作用机理以HAc NaAc为例 HAc、NaAc足量HAc + H2O H3O+ + Ac- + 左移 H3O+

2、 抗酸成分 +抗碱成分 右移 OH- 2H2O共轭酸 抗碱成分 共轭碱 抗酸成分【小结】:机理三要点:方程(酸解离),平衡移动方向,抗酸、碱成分NH4+ NH3 缓冲系、抗碱成分 NH4+缓冲作用 0.1molL-1 HAcNaAc 0.1molL-1 HCl、NaOH 浓度大,少量酸、碱,浓度几乎不变二、缓冲溶液pH的计算(一)公式推导HA NaA C(HA) C(A-)HA + H2O H3O+ + A-C(HA)- Ceq(H3O+) Ceq(H3O+) C(A-)+ Ceq(H3O+)C(HA) C(A-)Kaq(HA)=Ceq(H3O+)/Cq=pH=缓冲比r,C为缓冲液,不是混合前

3、pKaq: HAc- NaAc pKaq(HAc)、NH4Cl-NH3 pKaq(NH4+)、H2PO4- - HPO42- pKaq2(H3PO4)(二)其他形式pH=当C(HA)=C(A-)pH=【小结】:决定缓冲溶液pH的主要因素有:pKaq(HA)和r(三)应用书P101例5-8 25时,在1.0LHAc-NaAc缓冲溶液中含有0.10mol HAc和0.20mol NaAc。(1)计算此缓冲溶液的pH;(2)向100mL该缓冲溶液中加入10mL 0.10 molL-1 HCl溶液后,计算缓冲溶液的pH;(3)向100mL该缓冲溶液中加入10mL 0.10 molL-1 NaOH溶液后

4、,计算缓冲溶液的pH;(4)向100mL该缓冲溶液中加入1L水稀释后,计算缓冲溶液的pH。Kaq(HAc)=1.810-5解:(1)pH=5.05 (2)pH=4.98 (3)pH=5.11 (4) pH=5.05三、缓冲容量和缓冲区间(一)缓冲容量定量表示缓冲溶液的缓冲能力1、定义 单位体积的缓冲溶液的pH增大或减小1时,所需加入强酸或强碱的物质的量单位: molL-1 缓冲能力2、影响的因素C(HA)+C(A-)=C总 缓冲比【小结】:(1) C总 r定 C总 (2) r C总定 r=1 最大 r远离1 书P103例5-9 计算下列缓冲溶液的缓冲容量:(1)0.10molL-1 HAc0.

5、10molL-1 NaAc溶液;(2)0.010molL-1 HAc0.010molL-1 NaAc溶液;(3)0.050molL-1 HAc0.15molL-1 NaAc溶液。解:(1)1=0.12(molL-1) (2)2=0.012(molL-1) (3)3=0.086(molL-1)缓冲液有缓冲作用除了要有足够浓度的缓冲对,还要适当缓冲比,缓冲比为多少无缓冲作用。(二)缓冲区间r远离1,r10 pH= pKaq+1缓冲区间:缓冲溶液能发挥缓冲作用的pH范围pH=pKaq(HA)1HAcNaAc pKaq(HAc)=4.74 pH=3.745.74NH4ClNH3 pKbq(NH3)=4

6、.74 pH=8.2610.26H2PO4-HPO42- pKaq2(H3PO4)=7.21 pH=6.218.21四、缓冲溶液的选择与配制为了有足够的,必须满足下列原则和步骤:(1)选择合适的缓冲对 pKaq(HA)与pH接近,r接近1(2)适当的总浓度 0.05 0.2 molL-1 C(HA)=C(A-)=0.10 molL-1(3)计算所需缓冲对的量(4)校正 (pH计)书P105 例5-10 用浓度均为0.10 molL-1的弱酸和其共轭碱溶液配制100ml pH为5.00的缓冲溶液。可供选择的试剂有:(1)NH4ClNH3 pKbq(NH3)=4.74 (2)NaH2PO4Na2H

7、PO4 pKaq2(H3PO4)=7.21(3)HAcNaAc pKaq(HAc)=4.74解:选HAcNaAc 5.00= V(NaAc)=64.5(mL) V(HAc)=100-64.5 =35.5(mL)取0.10 molL-1 HAc和NaAc各35.5mL和64.5mL混合。五、缓冲溶液在医学上的意义血液 pH=7.357.45 代谢物质pH不变1、组成NaHCO3H2CO3 ,Na2HPO4KH2PO4,Na蛋白质H蛋白质 能力最大2、缓冲机理Kaq1CO2(溶解)+2H2O H3O+ + HCO3- +CO2(g)(肺) H3O+ 肾 抗碱成分 + 抗酸成分 OH- 2H2O【例题分析】:3. pH计算例 已知正常血液中HCO3-CO2(溶解)的pKaq1(H2CO3)=6.10(6.35),C(HCO3-)=0.024 molL-1、C(CO2溶)=0.0012 molL-1,求血液的pH。解:pH=6.10+lg=6.10+lg20=7.40讨论:体外缓冲比10 体内缓冲比204、人体调节作用CO2HCO3- CO2HCO3- CO2HCO3-肺 抗酸 加快吐出 CO2 抗碱 减慢呼出CO2肾 减少排泄HCO3- 加速排泄HCO3-肺部换气不足(CO2吐出慢)引起酸中毒

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