04-缓冲溶液教学课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,04 缓冲溶液,56、极端的法规，就是极端的不公。西塞罗,57、法律一旦成为人们的需要，人们就不再配享受自由了。毕达哥拉斯,58、法律规定的惩罚不是为了私人的利益，而是为了公共的利益；一部分靠有害的强制，一部分靠榜样的效力。格老秀斯,59、假如没有法律他们会更快乐的话，那么法律作为一件无用之物自己就会消灭。洛克,60、人民的幸福是至高无个的法。西塞罗,04 缓冲溶液04 缓冲溶液56、极端的法规，就是极端的不公。西塞罗,57、法律一旦成为人们的需要，人们就不再配享受自由了。毕达哥拉斯,58、法律规定的惩罚不是为了私人的利益，而是为了公共的利益；一部分靠有害的强制，一部分靠榜样的效力。格老秀斯,59、假如没有法律他们会更快乐的话，那么法律作为一件无用之物自己就会消灭。洛克,60、人民的幸福是至高无个的法。西塞罗第四章 缓冲溶液Buffer Solution学习内容1.缓冲溶液及缓冲机制,缓冲溶液及其作用机制,缓冲溶液的组成,2.缓冲溶液pH的计算,缓冲溶液pH的近似计算公式,3.缓冲容量和缓冲范围,缓冲容量,影响缓冲容量的因素及缓冲范围,第四章 缓冲溶液,Buffer Solution,M,2+,+H,2,Y MY +2H,+,反应条件:pH=6.5-7.5,起始浓度：0.010 0.010 0 0 mol/L,反应浓度：0.005 0.005 0.005 0.010 mol/L,pH=-lg 0.01=2,随着反应的进行，体系的pH值不断减小，超出反应条件，从而反应无法继续进行。,一、缓冲溶液及其作用机制,1.,缓冲溶液（,buffer solution,）,能够抵抗外来少量强酸、强碱，或稍加稀释而保持其pH,基本不变,的溶液。,2.缓冲作用（,buffer action,）,缓冲溶液对强酸、强碱或稀释的抵抗作用。,以HAcNaAc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H,3,O,+,传递的质子，质子转移平衡右移，补充消耗掉的H,3,O,+,离子，而溶液的pH保持基本不变。,稍加稀释时，H,+,虽然降低了，但Ac,-,同时也降低，同离子效应减弱，促使HAc的解离度增加，所产生的H,+,可维持溶液的pH值保持基本不变。,3.缓冲溶液作用机制,用质子转移平衡式表示：,加少量强酸：H,3,O,+,+Ac,-,HAc+H,2,O,(大量),加少量强碱:H,3,O,+,+OH,-,2H,2,O,HAc+H,2,O Ac,-,+H,3,O,+,(大量),HAc +OH,-,Ac-+H,2,O,抗碱成分,抗酸成分,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。,二、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)。,共轭酸,共轭碱,HAc,NH,4,Cl,H,2,PO,4,-,NaAc,NH,3,H,2,O,HPO,4,2-,抗,酸,成分,缓冲系,抗,碱,成分,组成示意图,常见的缓冲系,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,一、缓冲溶液pH值的近似计算公式,1.HendersonHasselbalch,方程式,以,HB,代表弱酸，并与其共轭碱,B,-,组成缓冲溶液。,HB +H,2,O,H,3,O,+,+B,2.HendersonHasselbalch,方程式的意义,缓冲溶液的,pH,首先取决于,p,K,a,p,K,a,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,p,K,a,3.HendersonHasselbalch,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,由于,c,=,n/V,，所以,【例】,计算0.10molL,-1,NH,3,20mL和0.20molL,-1,NH,4,Cl 15mL混合溶液的pH值。,解 此混合溶液的缓冲系为NH,4,+,NH,3,，查表知p,K,a,(NH,4,+,)9.25,代入公式得,pH9.25-0.179.08,【例】,配制,1L pH=10.0,的,NH,3,-NH,4,Cl,缓冲溶液，已用去,350mL 15molL,-1,氨水，问需氯化铵多少克？已知,K,b,(NH,3,)=1.810,-5,，,M,(NH,4,Cl)=53.5g mol,-1,解,p,K,a,9.25,m,(NH,4,Cl)=50g,【例】如何用0.10,molL,-1,HAc和0.10,molL,-1,NaAc溶液配制1L pH为5.00的缓冲溶液？,解：设缓冲溶液总体积为,V,，,【例】欲配制pH=4.70的缓冲溶液500mL，应该用50mL 1.0 mol/L,的NaOH 水溶液和多少mL1.0 mol/L HAc溶液混合，并需加多少水？(,K,a,(HAc)=1.76,10,-5,),解：pH=4.70，H,3,O,+,=2.0,10,-5,mol/L,HAc/Ac,=H,3,O,+,/,K,a,=,2.0,10,-5,/1.76,10,-5,=1.1,Ac,由NaOH与HAc中和而来，Ac,=1.0,50,/500,HAc为HAc 被NaOH中和后剩余部分，,HAc=(1.0,V,HAc,1.050),/500,HAc/Ac,=1.1=(1.0,V,HAc,1.050),/1.0,50,即,V,HAc,105 mL,混合溶液中需加水：500-105-50=345 mL,第三节 缓冲容量和缓冲范围,一、缓冲容量,当加入过量的强酸或强碱，缓冲溶液的pH将发生较大变化，失去缓冲能力。用,缓冲容量,作为衡量缓冲能力大小的尺度。它表示单位体积缓冲溶液的pH发生一定变化时，所能抵抗的外加一元强酸或一元强碱的物质的量:,越大，说明缓冲溶液的缓冲能力越强。,二、影响缓冲容量的因素,1）总浓度,c,总,HB+B,-,的影响：同一缓冲系，缓冲比一定总浓度越大，缓冲容量越大。,2）,缓冲比的影响：同一缓冲系，总浓度一定，缓冲比越接近1，缓冲容量越大。缓冲比等于1时，有最大缓冲容量。,当 一定时，,愈接近1，缓冲能力愈大,；愈远离1时，缓冲容量愈小。,当 大于,10:1或小于1:10时，可,认为缓冲溶液已基本失去缓冲作用的能力。,三、缓冲范围,pH=p,K,a,1,变化范围称为缓冲范围。,选择,p,K,a与所需pH值相等或相近的共轭酸，可保证有较大的缓冲能力。,第四节 缓冲溶液的配制,一、配制方法,1选择合适的缓冲系,（1）pH在p,K,a,1缓冲范围内并尽量接近弱酸p,K,a,。,（2）缓冲系的物质必须对主反应无干扰。,【例】欲配制,pH=5.0的缓冲溶液，应选择NaAc-HAc,体系，p,K,a,=4.74,欲配制,pH=9.0的缓冲溶液，应选择NH,3,-NH,4,Cl体系，,p,K,b,=4.74,p,K,a,=9.26,2配制的缓冲溶液的总浓度要适当：,一般总浓度0.05molL,-1,0.2molL,-1,。,3计算所需缓冲系的量,根据Henderson-Hasselbalch方程计算。,4校正,需在pH计监控下，对所配缓冲溶液的pH校正。,【例】如何配制pH=5.00的缓冲溶液100mL?,解(1)选择缓冲系（表4-1）,由于HAc的p,K,a=4.76，接近所配缓冲溶液pH，所以可选用HAc-Ac,-,缓冲系。,(2)确定总浓度，计算所需缓冲系的量,一般具备中等缓冲能力(0.050.2molL,-1,)即可，并考虑计算方便，选用0.10molL,-1,的HAc和0.10molL,-1,NaAc溶液。应用式(4.5)可得,设,V,(NaAc)=,x,mL,则：,V,(NaAc)=,x,mL=64mL,V,(HAc)=100mL-64mL=36mL,二、标准缓冲溶液,标准缓冲溶液性质稳定，有一定的缓冲容量和抗稀释能力，用来校准,pH,计。,第五节 血液中的缓冲系,特点：体液中存在多种生理缓冲系，使体液的pH保持基本稳定,例如：血液的pH保持在7.357.45之间,血浆中,:,H,2,CO,3,-HCO,3,-,、,H,2,PO,4,-,-HPO,4,2-,、,H,n,P-H,n-1,P,-,红细胞中：,H,2,b-Hb,-,(,血红蛋白,),、,H,2,bO,2,-HbO,2,-,(,氧合血红蛋白,),H,2,CO,3,-HCO,3,-,、,H,2,PO,4,-,-HPO,4,2-,人体缓冲系中，,碳酸缓冲系,的浓度最高，在维持血液,pH,的正常范围中发挥的作用最重要。,来源于呼吸作用的二氧化碳溶于血液生成的碳酸，与其离解产生的碳酸氢根离子，以及血液中贮存的碳酸氢根离子达成平衡：,抗酸成分,抗碱成分,CO,2,+H,2,O,B,-,共轭酸,共轭碱,H,2,CO,3,H,+,+,HCO,3,-,H,+,当体内酸性物质增加,HCO,3,-,与H,3,O,+,结合，平衡左移；体内碱性物质增加时，,H,3,O,+,结合OH,-,，,H,2,CO,3,(CO,2,溶解,)解离，平衡右移，,pH,明显改变。,HCO,3,-,在一定程度上可以代表血浆对体内所产生的酸性物质的缓冲能力，所以常将,血浆中的,HCO,3,-,称为碱储。,若血液的,pH,小于,7.35,，则会发生酸中毒(,acidosis),；若,pH,大于,7.45,，则发生碱中毒(,alkalosis,)。若血液的,pH,小于,6.8,或大于,7.8,，就会导致死亡。,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。,熟悉缓冲容量的概念、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。,作业，p67-68：6，11，15,谢谢你的阅读,知识就是财富,丰富你的人生,71,、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。,康德,72,、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。,西塞罗,73,、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。,伏尔泰,74,、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。,屈原,75,、内外相应，言行相称。,韩非,