缓冲溶液教学教案

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 0.1mol×L-1 HAcNaAc 0.1mol×L-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+

3、)/Cq=pH=缓冲比r，C为缓冲液，不是混合前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 mol×L-1 HCl溶液后，计算缓冲溶液的pH；（3）向100mL该缓

4、冲溶液中加入10mL 0.10 mol×L-1 NaOH溶液后，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）=1.8´10-5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: mol×L-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

5、r远离1 书P103例5-9 计算下列缓冲溶液的缓冲容量：(1)0.10mol×L-1 HAc0.10mol×L-1 NaAc溶液；（2）0.010mol×L-1 HAc0.010mol×L-1 NaAc溶液；（3）0.050mol×L-1 HAc0.15mol×L-1 NaAc溶液。解：（1）1=0.12(mol×L-1) (2)2=0.012(mol×L-1) (3)3=0.086(mol×L-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

6、,r<0.1 无缓冲作用 pH= pKaq-1r>10 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）=4.74 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 mol×L-1 C(HA)=C(A-)=

7、0.10 mol×L-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 mol×L-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)NaH2PO4Na2HPO4 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 mol×L-1 HAc和NaAc各35.5mL和64.5m

8、L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pKaq¢1（H2CO3）=6.10（6.35），C（HCO3-）=0.024 mol×L-1、C（CO2溶）=0.0012 mol×L-1，求血液的pH。解：pH=6.10+lg=6.10