緩沖溶液教學教案

名師歸納總結

緩沖溶液教學教案

【引言】：血液pH范圍為7.35~7.45，不因代謝過程中產生酸、堿性物質而變化，血液是緩沖溶

緩沖溶液如何維持pH不變。

一、緩沖溶液的組成及作用機理

（一）緩沖溶液的組成

HAc—NaAc加少量HCl、NaOH、ΔpH很小

緩沖溶液：能抵抗外加少量強酸或強堿，而維持pH基本不發(fā)生變化的溶

液。

緩沖作用：緩沖溶液所具有的抵抗外加少量強酸或強堿的作用。

緩沖溶液的組成：足夠濃度的共軛酸堿對（緩沖對）

由足夠濃度的共軛酸堿對組成的緩沖溶液，所起作用是抗酸、抗堿，如何抗得。

（二）緩沖作用機理

以HAc—NaAc為例HAc、NaAc足

量

HAc+HOHO++Ac-

23

+

左移HO+抗酸成分

3

+

抗堿成分右移OH-

2HO

2

共軛酸—抗堿成分共軛堿—抗酸成分

【小結】：機理三要點:方程（酸解離）,平衡移動方向，抗酸、堿成分

NH+—NH緩沖系、抗堿成分NH+

434

緩沖作用

0.1molL-1HAc—NaAc

0.1molL-1HCl、NaOH

濃度大，少量酸、堿，濃度幾乎不變

二、緩沖溶液pH的計

（一）公式推導算

HA—NaAC（HA）C（A-）

HA+HOHO++A-

23

（）++（-）+

CHA-Ceq(H3O)Ceq(H3O)CA+Ceq(H3O)

C（HA）C（A-）

[Ceq（HO）/C][C（A）/C]

Ka（HA）=3

C（HA）/C

C(HA)

Ceq(HO)/C+=Ka(HA)

3C(A)

C(A)

pH=pKa(HA)lg

C(HA)

精品學習資料第1頁，共4頁

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C(A)

—緩沖比r，C為緩沖液，不是混合前

C(HA)

pKa：HAc-NaAcpKa（HAc）、NHCl-NHpKa（NH+）、HPO--HPO2-pKa（HPO）

434244234

（二）其他形式

n(A)/Vn(A)

pH=pKa(HA)lgpKa(HA)lg

n(HA)/Vn(HA)

當C（HA）=C（A-）

C(A)V(A)V(A)

pH=pKa(HA)lgpKa(HA)lg

C(HA)V(HA)V(HA)

【小結】：決定緩沖溶液pH的主要因素pKa（HA）和r

有：

（三）應用

書P例5-825℃時，在1.0LHAc-NaAc緩沖溶液中含有0.10molHAc和0.20molNaAc。

101

（1）計算此緩沖溶液的pH；

（）向該緩沖溶液中加入

2100mL10mL0.10molL-1HCl溶液后，計算緩沖溶液的pH；

（3）向100mL該緩沖溶液中加入pH；

10mL0.10molL-1NaOH溶液后，計算緩沖溶液的

（4）向100mL該緩沖溶液中加入1L水稀釋后，計算緩沖溶液的pH。Ka（HAc）=1.810-5

0.20

解：(1)pH=lg1.8105lg=5.05

0.10

1000.200.0100.10

(2)pH=lg1.8105lg1000=4.98

1000.100.0100.10

1000

1000.200.0100.10

(3)pH=lg1.8105lg1000=5.11

1000.100.0100.10

1000

0.20

(4)pH=lg1.8105lg=5.05

0.10

三、緩沖容量和緩沖區(qū)間

（一）緩沖容量β

定量表示緩沖溶液的緩沖能力

dnbdna

1、定義

VdpHVdpH

單位體積的緩沖溶液的pH增大或減1時，所需加入強酸或強堿的物質的量

小

單位

:molL-1

β↑緩沖能力↑

2、影響β的因素

精品學習資料第2頁，共4頁

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r

2.3[C(HA)C(A)]

(1r)2

C(A)

C(HA)+C(A-)=C總r緩沖比

C(HA)

【小結】：(1)C總r定C總↑β↑

(2)rC總定r=1β最大

2.3

max[C(HA)C(A)]

4

r遠離1β↓

書P例計算下列緩沖溶液的緩沖容量：

1035-9

(1)0.10-1

molL-1HAc—0.10molLNaAc溶液；

（2）0.010mol-1

L-1HAc—0.010molLNaAc溶液；

（）-1

30.050molL-1HAc—0.15molLNaAc溶液。

0.10

0.10

解：（1）β=2.3(0.100.10)=0.12(molL-1

1)

(10.10)2

0.10

0.010

0.010

(2)β=2.3(0.0100.010)=0.012(molL-1)

2(10.010)2

0.010

0.15

(3)β=2.30.050(0.0500.15)

3=0.086(molL-1)

(10.15)2

0.050

緩沖液有緩沖作用除了要有足夠濃度的緩沖對，還要適當緩沖比，緩沖比為多少無緩沖作用。

（二）緩沖區(qū)間

r遠離1,β↓

r<0.1無緩沖作用pH=pKa-1

r>10pH=pKa+1

緩沖區(qū)間：緩沖溶液能發(fā)揮緩沖作用的pH范

pH=pKa（HA）±1圍

HAc—NaAcpKa（HAc）=4.74pH=3.74~5.74

NHCl—NH

43（）

pKbNH3=4.74pH=8.26~10.26

HPO-—HPO2-pKa（HPO）=7.21pH=6.21~8.21

244234

四、緩沖溶液的選擇與配制

為了有足夠的β，必須滿足下列原則和步驟:

（1）選擇合適的緩沖對pKa（HA）與pH接r接近1

（2）適當?shù)目倽舛?/p>

0.05~0.2molL-1

C(HA)=C(A-)=0.10molL-1

(3)計算所需緩沖對的量

(4)校正(pH計)

精品學習資料第3頁，共4頁

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書P-1的弱酸和其共軛堿溶液配制pH為5.00的緩沖溶液。

105例5-10用濃度均為0.10molL100ml

可供選擇的試劑有：(1)NHpKb（NH）=4.74

4Cl—NH33

(2)NaHPO—NaHPOpKa(HPO)=7.21

2424234

3()HAc—NaAcpKa(HAc)=4.74

解：選HAc—NaAc

V(NaAc)

5.00=4.74lg

100V(NaAc)

V(NaAc)=64.5(mL)

V(HAc)=100-64.5=35.5(mL)

取0.10mol

L-1HAc和NaAc各35.5mL和64.5mL混合。

五、緩沖溶液在醫(yī)學上的意義

血液pH=7.35~7.45代謝物質pH不變

1、組成

NaHCO—HCO，NaHPO—KH，Na蛋白質—H蛋白質

323242PO4

能力最大

2、緩沖機理

Ka1

（溶解）+2H+-

CO22OH3O+HCO3

+

（g）（肺）HO+腎

CO23

抗堿成分+抗酸成分

OH-

2H2O

【例題分析】：3.pH計算

例已知正常血液中HCO-（溶解）的pKa（H）=6.10（6.35），C（HCO-）=0.024molL-1、

3—CO212CO3