醫(yī)用化學(xué)第七章緩沖溶液正常人體血液的pH一般維持在7.35～7.45。若pH偏離這個(gè)范圍，就會(huì)導(dǎo)致各種疾病的發(fā)生，甚至危及生命。你知道血液是如何保持pH穩(wěn)定的嗎?問(wèn)題導(dǎo)入1.掌握緩沖溶液的概念、組成及pH的計(jì)算。2.熟悉緩沖溶液的配制及其在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。3.了解緩沖范圍及緩沖容量的影響因素。學(xué)習(xí)目標(biāo)第一節(jié)緩沖溶液的概念和組成一、緩沖作用和緩沖溶液溶液能抵抗外加的少量強(qiáng)酸、強(qiáng)堿或適當(dāng)稀釋而保持溶液的pH基本不變的作用。具有緩沖作用的溶液。緩沖溶液（buffersolution）緩沖作用（bufferaction）二、緩沖溶液的組成緩沖溶液：抗酸成分和抗堿成分緩沖系（緩沖對(duì)）緩沖對(duì)：HAc?Ac?抗堿成分抗酸成分二、緩沖溶液的組成

常見(jiàn)的緩沖對(duì)緩沖對(duì)共軛酸共軛堿pKa(25oC)HAc?Ac?HAcAc?4.75NH4+?NH3NH4+NH39.25H2CO3?HCO3?H2CO3HCO3?6.35H2PO4??HPO42?H2PO4?HPO42?7.21三、緩沖作用原理

在HAc?Ac?緩沖體系中加入少量強(qiáng)酸時(shí)，H+會(huì)與溶液中的Ac?反應(yīng)生成弱電解質(zhì)HAc，使溶液中HAc的濃度略有增加，Ac?的濃度略有減少，而溶液中的H+濃度無(wú)明顯變化，故溶液的pH基本保持不變。三、緩沖作用原理

在HAc?Ac?緩沖體系中加入少量強(qiáng)堿時(shí)，OH?會(huì)與溶液中的H+反應(yīng)生成弱電解質(zhì)H2O，HAc溶液的質(zhì)子轉(zhuǎn)移平衡發(fā)生右移，HAc的濃度略有減少，Ac?的濃度略有增加，而溶液中的H+濃度無(wú)明顯變化，故溶液的pH基本保持不變。第二節(jié)緩沖溶液pH的計(jì)算一、緩沖溶液pH的計(jì)算由可知兩邊取負(fù)對(duì)數(shù)：——亨德森?哈塞爾巴赫方程一、緩沖溶液pH的計(jì)算在緩沖溶液中，共軛酸是弱酸，由于同離子效應(yīng)，共軛酸的解離程度很低。[HA]≈

ca[A?]≈

cb

一、緩沖溶液pH的計(jì)算亨德森?哈塞爾巴赫方程簡(jiǎn)化為：cb為緩沖溶液中共軛堿的初始濃度ca為緩沖溶液中共軛酸的初始濃度一、緩沖溶液pH的計(jì)算1.緩沖溶液的pH主要取決于緩沖對(duì)的本性，不同緩沖對(duì)的pKa不同。2.稀釋緩沖溶液時(shí)，緩沖比不變，所以，緩沖溶液的pH基本不變。一、緩沖溶液pH的計(jì)算例7-11L緩沖溶液中，含有0.20mol的NaAc和0.20mol的HAc，求該緩沖溶液的pH。（Ka=1.75

10?5）解：該緩沖溶液的緩沖對(duì)為HAc?Ac?已知pKa=4.75，c(HAc)=0.20mol/L，c(NaAc)=0.2mol/L一、緩沖溶液pH的計(jì)算例7-2將0.10mol/L的NaH2PO410ml與0.10mol/L的Na2HPO45ml混合，求該緩沖溶液的pH。（pKa2=7.21）解：該緩沖溶液的緩沖對(duì)為H2PO4??HPO42?已知pKa2=7.21c(NaH2PO4)=(0.10

10)/15=0.067mol/Lc(Na2HPO4)=(0.105)/15=0.033mol/L二、緩沖容量使單位體積緩沖溶液pH改變1個(gè)單位時(shí)，所需加入的一元強(qiáng)酸或一元強(qiáng)堿的物質(zhì)的量。β:緩沖容量[mol/(L?pH)]，ΔpH是溶液pH改變值n:加入一元強(qiáng)酸或強(qiáng)堿的物質(zhì)的量V:溶液的體積二、緩沖容量1.總濃度對(duì)于具有同一緩沖對(duì)的緩沖溶液，當(dāng)緩沖比一定時(shí)，總濃度越大，緩沖容量越大。2.緩沖比對(duì)于具有同一緩沖對(duì)的緩沖溶液，當(dāng)總濃度一定時(shí)，緩沖容量隨緩沖比的改變而改變，當(dāng)緩沖比等于1時(shí)，該緩沖溶液具有最大的緩沖容量。二、緩沖容量例7-3在10mlpH為4.75的緩沖溶液中加入0.15ml0.20mol/L的NaOH后，緩沖溶液的pH變?yōu)?.80，求該緩沖溶液的緩沖容量。解：根據(jù)緩沖容量的數(shù)學(xué)表達(dá)式三、緩沖范圍緩沖比(cb/ca)在0.1～10之間，具有較強(qiáng)的緩沖能力pKa-1~pKa+1pKa+lg0.1~pKa+lg10三、緩沖范圍緩沖系pKa緩沖范圍H2C8H4O4(鄰苯二甲酸)–NaOH2.892.2～4.0HAc–NaAc4.753.7～5.6KHC8H4O4(鄰苯二甲酸氫鉀)–NaOH5.514.0～5.8KH2PO4–Na2HPO47.215.8～8.0NH4+–NH3·H2O9.258.3～10.2NaHCO3–Na2CO310.259.2～11.0常見(jiàn)的緩沖溶液及其緩沖范圍第三節(jié)緩沖溶液的配制一、緩沖溶液的配制選擇合適的緩沖對(duì)需配制緩沖溶液的pH應(yīng)該在緩沖對(duì)的緩沖范圍之內(nèi)，且與緩沖對(duì)中共軛酸的pKa越接近越好。2.選擇適當(dāng)?shù)目倽舛染彌_溶液的總濃度影響緩沖溶液的緩沖容量，通常緩沖溶液的總濃度控制在0.05mol/L～0.20mol/L。一、緩沖溶液的配制3.計(jì)算所需各緩沖組分的量實(shí)際操作中，常用相同濃度的共軛酸和共軛堿混合配制緩沖溶液。緩沖溶液的pH計(jì)算公式簡(jiǎn)化為：4.用pH計(jì)校正按上述方法配制的緩沖溶液，理論值與實(shí)際pH會(huì)有一定的誤差，故需要用pH計(jì)進(jìn)行校正。一、緩沖溶液的配制標(biāo)準(zhǔn)pH緩沖溶液標(biāo)準(zhǔn)pH0.01mol/L硼砂9.18飽和酒石酸氫鉀（0.034mol/L）3.560.05mol/L鄰苯二甲酸氫鉀4.010.025mol/LKH2PO4?0.025mol/LNa2HPO46.86常見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的pH一、緩沖溶液的配制例7-4配制100mlpH為4.95的緩沖溶液，計(jì)算需要0.10mol/L的HAc和NaAc溶液的體積。（HAc的pKa=4.75）解：設(shè)需要HAc的體積是Va，NaAc的體積是Vb

Va+Vb=100ml又由于HAc和NaAc的濃度相同，所以：

解得：Va=39ml，Vb=61ml一、緩沖溶液的配制例7-5現(xiàn)有50ml0.10mol/L的HAc溶液，欲配制pH為5.00的緩沖溶液，需加入多少體積的0.10mol/L的NaOH溶液。（HAc的pKa=4.75）解：設(shè)需要加入NaOH的體積為xmlHAc+NaOH=NaAc+H2O由上式可知溶液中HAc和NaAc的物質(zhì)的量：n(NaAc)=n(NaOH)=0.10x

mmoln(HAc)=(0.10

50-0.10x)mmol一、緩沖溶液的配制由于緩沖溶液中，HAc和NaAc的體積相同，緩沖溶液pH的計(jì)算公式可簡(jiǎn)化為：將已知數(shù)據(jù)帶入上式，可