第七章电解质溶液

第七章电解质溶液第一页，共七十页，2022年，8月28日电解质溶液在生命体内的重要作用：1.与体液的渗透压有关。2.对神经、肌肉等组织的生理、生化功能等起着重要作用。3.与体液的酸碱度（平衡）有关。体液的酸碱度直接影响{a.生物体内酶的活性与物质代谢有关。b.

神经、肌肉等组织的生理、生化功能。为什么要学习电解质溶液？若酸碱失衡将导致物质代谢紊乱，严重时会造成死亡。因此，在学习电解质溶液基本理论知识的基础上，进一步理解、掌握体液酸碱平衡的维持和失衡的基本原理，对将来的医学工作者来说具有重要的意义。第二页，共七十页，2022年，8月28日第一节弱电解质在溶液中的电离一、强电解质和弱电解质二、弱电解质的电离平衡和电离度三、同离子效应第三页，共七十页，2022年，8月28日一、强电解质和弱电解质（一）强电解质1.电解质：是其水溶液或在熔融状态下能导电的化合物。强电解质：在水中完全电离，无分子形式存在。弱电解质：在水中少部分电离为阴、阳离子，大部分以分子状态存在。有电离平衡现象。{电解质第四页，共七十页，2022年，8月28日强电解质和弱电解质电解质可分为强电解质和弱电解质两类。在水溶液中能完全解离成离子的化合物就是强电解质。例如NaClNa++Cl-HClH++Cl-弱电解质在水溶液中只能部分解离成离子的化合物。例如：

HAcH++Ac-第五页，共七十页，2022年，8月28日强电解质：强酸，强碱，大多数盐强酸:

HCl、HBr、HI、H2SO4、HNO3、HClO4强碱:

KOH、NaOH、Ba(OH)2Ca(OH)2第六页，共七十页，2022年，8月28日常见弱酸：HF，HClO，H2CO3，H2SO3CH3COOH,H3PO4，H2S，HCN，HNO2

常见弱碱：NH3.H2O，Fe（OH）2Cu（OH）2，Mg（OH）2弱电解质：弱酸，弱碱水，少数盐，绝大多数有机物第七页，共七十页，2022年，8月28日注：电解质的强弱和溶解度无关，本质区别是在水溶液中的电离程度在熔化状态或水溶液中本身能否电离第八页，共七十页，2022年，8月28日某固体化合物R不导电，但熔化或溶于水中能完全电离，下列关于R的说法正确的是:A.R是非电解质B.R是弱电解质C.R是强电解质D.R是离子晶体练习第九页，共七十页，2022年，8月28日强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液的强吗？*强电解质的饱和溶液的导电能力一定强吗？不对。溶液的导电性由溶液中自由移动的离子浓度的大小决定。离子浓度的大小由电解质的浓度和电离程度决定。不对。难溶电解质溶液的导电性弱。相同温度,相同浓度的强电解质溶液的导电性一定强于弱电解质溶液的导电性第十页，共七十页，2022年，8月28日二、弱电解质的电离平衡和电离度（一）弱电解质的电离平衡

在一定温度下，弱电解质在水溶液中，当分子电离成离子的速度与离子结合成分子的速度相等时的状态，叫弱电解质的电离平衡。电离平衡的特点：a.V正=V逆>0,动态平衡。b.分子、离子共存，且各自的浓度保持一定的值不再改变。HAcH++Ac-

起始浓度：c000起始速度：V正大V逆=0

电离过程：cHAc

cH+

cAc-

速度变化：

V正

V逆当

V正

=

V逆

时

电离平衡，cHAc、cH+、cAc-1

不再改变。第十一页，共七十页，2022年，8月28日在一定温度下，当弱电解质在水溶液中达到解离平衡时，已解离的各离子浓度幂的乘积与未解离的分子浓度之比是一常数，称为该弱电解质电离常数。用Ki表示。如：醋酸的电离常数可表示为：Ki=—————[H+][Ac-1][HAc]HAcH++Ac-1注：

Ki的意义Ki愈大，弱电解质的电离程度越大。弱酸、弱碱的电离常数分别用Ka、Kb表示，i为正整数，Ka1、Ka2、Ka3或Kb1、Kb2、Kb3分别表示

多元弱酸、弱碱的一、二、三级电离常数。如碳酸（H2CO3）的电离常数:Ka1=4.3╳10-7,Ka2=5.61╳10-11

电离常数与弱电解质的本性及温度有关，而与浓度无关。2.电离平衡常数第十二页，共七十页，2022年，8月28日（二）电离度电离度：电离度是指在一定温度下当电离达到平衡时已电离的弱电解质分子数与电离前分子总数的比率，用符号表示：=——————已电离的分子数原分子总数╳100%如：25ºC时，0.1mol•L-1HAc的=1.34%，表示在该溶液中每10000个HAc中约有134个分子电离成H+和Ac–1（CH3COO-）。第十三页，共七十页，2022年，8月28日二、同离子效应和盐效应演示实验1.加入2ml0.01mol•L-1HAc

溶液2.加入2滴甲基橙指示剂HAc

H++Ac-13.加入少量固体NaAcAc-1

+

Na+

NaAc结果分析：[Ac-1]HAc电离平衡向左移动[H+]，[HAc]，HAc电离度减小，溶液由红变黄。若向NaAc溶液中加入其它易溶的醋酸盐，也会得到相同的结果。在弱电解质溶液中，加入与该弱电解质具有相同离子的易溶强电解质时，会导致弱电解质的电离度降低，这种效应称为同离子效应。1.同离子效应.第十四页，共七十页，2022年，8月28日答案：A。

在氨水（NH3

•H2O）中加入下列哪种物质能发生同离子效应？A.NH4Cl;B.NaCl;--第十五页，共七十页，2022年，8月28日第二节水溶液的酸碱性及pH值的计算一、水的质子自递反应1.水的自递反应水是两性物质，水分子之间也存在着质子的传递反应。

H2O+H2OH3O++OH-象这种发生在同种分子之间的质子传递作用称为质子自递反应。第十六页，共七十页，2022年，8月28日2.水的离子积水的自递反应也就是水的电离反应，其平衡常数为：K=———————[H3O+

][OH-][H2O][H2O]水是极弱的电解质，式中[H2O]可看成是一常数，将它与K合并，得：

[H3O+

][OH-]=K[H2O]2=Kw把[H3O+

]简写为[H+]，则上式为：[H+][OH-]=KwKw称为水的自递常数，又称为水的离子积。由此说明：在温度一定时，水中的氢离子浓度与氢氧根离子浓度的积为一定值。--第十七页，共七十页，2022年，8月28日实验测得，295K(22ºC)时的纯水中，

[H+]=[OH-]=1╳10-7mol•L-1

则：Kw

=[H+][OH-]=1.0╳10-14因此，对于：H2O+H2OH3O++OH-只要温度一定，无论[H+]或[OH-]如何变化，其积是定值。这样水的离子积不仅适用于纯水，也适用于稀溶液。不论溶液是中性、酸性或是碱性，只要知道[H+]，就能计算出[OH-]，反之亦然。3.溶液中[H+]或[OH-]计算方法第十八页，共七十页，2022年，8月28日三、一元弱酸、弱减溶液pH值的计算1.2用pH表示：1.溶液酸碱性的表示方法以纯水为标准：H2O+H2OH3O++OH-1.1用[H3O+

]或[H+]表示：当[H+]=[OH-]=1╳10-7mol•L-1时，溶液呈中性;当[H+]>1╳10-7mol•L-1>[OH-]时，溶液呈酸性；当[H+]<1╳10-7mol•L-1<[OH-]时，溶液呈碱性。

pH=-lg[H+]pH=7，pH<7，pH>7，（也可用pOH来表示溶液的酸碱性）或pOH=-lg[OH-]一般不用pH表示[H+]>1mol•L-1溶液的酸碱性。对于总浓度大于1╳10-6mol•L-1

的强酸或强碱溶液，可忽略H2O的质子自递作用，[H+]和[OH-]可直接由c强酸和c强碱求算。第十九页，共七十页，2022年，8月28日体液

pH体液

pH血清7.35~7.45成人胃液0.9~1.5婴儿胃液5.0唾液6.35~6.85胰液7.5~8.0小肠液~7.6大肠液8.3~8.4乳汁6.0~6.9泪水~7.4尿液4.8~7.5脑脊液7.35~7.45用pH值表示人类各种体液的酸碱性第二十页，共七十页，2022年，8月28日三、酸碱指示剂酸碱指示剂：借助颜色改变来指示溶液pH的物质称为酸碱指示剂常用酸碱指示剂指示剂变色范围颜色指示剂变色范围颜色甲基橙3.1-4.4红-黄中性红6.8-8.0红-橙甲基红4.4-6.2红-黄酚酞8.2-10.0无-红石蕊5.0-8.0红-蓝溴麝香酚酞9.4-10.6无-蓝溴酚蓝3.0-4.6黄-紫溴甲酚绿4.0-5.6黄-蓝溴百里酚蓝6.2-7.6黄-蓝第二十一页，共七十页，2022年，8月28日第三节离子反应和盐的水解概念：离子反应：有离子参加的反应叫离子反应。离子方程式：用实际参加反应的离子符号来表示化学反应的式子。第二十二页，共七十页，2022年，8月28日三、离子方程式的书写1、写出化学方程式：例：2AgNO3+CuCl2==2AgCl↓+Cu(NO3)22、把易溶于水、易电离的物质写成离子形式，难溶或难电离的物质以及气体等仍用化学式表示。2Ag++2NO3-+Cu2++2Cl-==2AgCl↓+Cu2++2NO3-步骤：3、删去方程式两边形式相同的离子：2Ag++2NO3-+Cu2++2Cl-==2AgCl↓+Cu2++2NO3-4、整理方程式并检查两边各元素的原子个数和电荷总数是否相等：2Ag++2Cl-==2AgCl↓Ag++Cl-==AgCl↓-----写-----拆-----删-----查第二十三页，共七十页，2022年，8月28日一、离子反应的本质：CuSO4与BaCl2两溶液进行离子反应的实质是：SO42-+Ba2+==BaSO4↓

反应物所有离子浓度一定都会减少？离子反应的本质：反应物的某些离子浓度的减少。Na2CO3与HCl酸两溶液进行离子反应的实质是：CO32-+2H+==H2O+CO2↑思考：第二十四页，共七十页，2022年，8月28日下列反应属于离子反应的是A、甲烷和氯气在光照条件下发生反应。B、实验室用高锰酸钾制取氧气。C、过氧化钠吸收二氧化碳D、硫酸和氢氧化钠溶液反应第二十五页，共七十页，2022年，8月28日二、离子反应发生的条件1、生成难溶或微溶物质的反应2、生成难电离物质的反应3、生成易挥发物质的反应如：Ba2+与CO32-、Ag+与Br-、Ca2+与SO42-等如：NH4+与OH-、H+与OH-、H+与Ac-

等如：H+与CO32-、HCO3-、S2-、SO32-等生成；OH-与NH4+生成的弱碱；第二十六页，共七十页，2022年，8月28日发生条件：1.生成难电离物质2.生成挥发性物质3.生成难溶性物质离子反应小结步骤：写——化学方程式离——易溶于水的强电解质用离子符号表示删——不参加反应的离子，系数化简查——是否符合质量守恒、电荷守恒第二十七页，共七十页，2022年，8月28日注意：写离子方程式，应先判断是不是离子反应不在溶液中进行的反应不能写成离子方程式第二十八页，共七十页，2022年，8月28日第二十九页，共七十页，2022年，8月28日H2OH++OH_

醋酸钠在溶液中的变化:CH3COONa=CH3COO_

+Na++CH3COO-+H2OCH3COOH+OH_CH3COONa+H2OCH3COOH+NaOH

CH3COOH弱酸根结合H+

破坏水的电离平衡水的电离平衡向右移动第三十页，共七十页，2022年，8月28日一、盐的水解1、定义：在溶液中盐电离出来的离子跟

水所电离出来的H+或OH-结合生成弱电解质的反应，叫做盐类的水解。弱酸阴离子或弱碱阳离子第三十一页，共七十页，2022年，8月28日2、水解的实质？弱酸的阴离子，结合了水所电离出来的H+；弱碱的阳离子，结合了水所电离出来的OH-；生成弱电解质，促进了水的电离的过程。第三十二页，共七十页，2022年，8月28日分组讨论：

根据盐类水解的相关知识，分析NH4Cl溶液为什么显酸性而NaCl溶液为什么显中性？第三十三页，共七十页，2022年，8月28日

NH4Cl=NH4++Cl-

+

H2OOH-+H+

NH3.H2O

NH4++H2ONH3.H2O+H+NH4Cl+H2ONH3.H2O+HCl

氯化铵在溶液中的变化:弱碱阳离子结合OH-破坏水的电离平衡水的电离平衡向右移动分析Na2SO3溶液酸碱性？第三十四页，共七十页，2022年，8月28日盐类水解的类型强酸弱碱盐强碱弱酸盐强酸强碱盐弱酸弱碱盐第三十五页，共七十页，2022年，8月28日1、强酸弱碱盐：NH4Cl=Cl-+

NH4++NH3·H2ONH4Cl+H2OHCl

+

NH3·H2OH2OH++OH-

电离出弱碱阳离子与水电离出的OH-生成弱电解质水解，溶液呈酸性如：FeCl3、Cu(NO3)2、(NH4)2SO4等第三十六页，共七十页，2022年，8月28日2、强碱弱酸盐：CH3COONa=CH3COO-+

Na++=CH3COOHNaAc+H2OHAc

+

NaOHH2OH++OH-

电离出弱酸阴离子与水电离出的H+生成弱电解质水解，溶液呈碱性如：Na2CO3、NaHCO3、NaF、Na2S等第三十七页，共七十页，2022年，8月28日3、强酸强碱盐：无弱酸阴离子、弱碱阳离子不水解，溶液呈中性。如：KNO3、NaCl、K2SO4等4、弱酸弱碱盐：电离出弱酸阴离子、弱碱阳离子均水解溶液酸碱性由弱酸阴离子和弱碱阳离子的相对强弱来定。第三十八页，共七十页，2022年，8月28日

水解规律：谁弱谁水解，不弱不水解；越弱越水解，谁强显谁性。第三十九页，共七十页，2022年，8月28日练习1、等物质的量浓度相同体积的酸HA与碱BOH混合后，溶液的酸碱性是：A、酸性 B、中性 C、碱性 D、不能确定练习2、判断下列盐溶液的酸碱性。

(NH4)2SO4FeSO4KNO3NaHCO3

第四十页，共七十页，2022年，8月28日酸碱盐的类型是否水解盐溶液的酸碱性强酸强碱弱酸强碱强酸弱碱弱酸弱碱强酸强碱盐强碱弱酸盐强酸弱碱盐弱酸弱碱盐否(无弱不水解)中性是(酸弱酸水解)碱性(NaCl)(CH3COONa)(NH4Cl)是(碱弱碱水解)(CH3COONH4)酸性是(都弱都水解)不一定规律：有弱才水解无弱不水解越弱越水解都弱都水解谁强显谁性都强显中性

第四十一页，共七十页，2022年，8月28日三、盐类水解的应用：解释下列问题：1、实验室在配制AgNO3溶液时，为什么常加入一些HNO3？2、为什么生活中常用Na2CO3溶液来代替NaOH溶液去油污？热溶液去污效果好还是冷的好？第四十二页，共七十页，2022年，8月28日一、缓冲溶液的组成及缓冲作用(一)缓冲作用及缓冲溶液的概念实验-1：水遇酸、碱后其pH值的变化蒸馏水50mL1.用pH试纸测定蒸馏水的pH值。pH=72.在蒸馏水中加入1滴（0.05mL）1.0mol•L-1的HCl溶液，再用pH试纸测定其pH值。pH=33.在蒸馏水中加入1滴（0.05mL）1.0mol•L-1的NaOH溶液，再用pH试纸测定其pH值。pH=11结论：在水中加入少量的强酸或强碱其pH值会发生显著变化，纯水不能缓冲外来少量的酸或碱。第四节缓冲溶液第四十三页，共七十页，2022年，8月28日取50mL0.10mol•L-1HAc和0.10mol•L-1

NaAc的混合溶液，分别放在4只100mL的烧杯内。1.用酸度计测定混合溶液的pH值。pH=4.752.在混合溶液中加入1滴1.0mol•L-1的HCl溶液，再用酸度计测定其pH值。pH=4.66，pH值0.09。3.在混合溶液中加入1滴1.0mol•L-1的NaOH溶液，再

用酸度计测定其pH值。pH=4.84，pH值0.09。结论：HAc和NaAc混合溶液能抵抗外来少量强酸、强碱或适当稀释的影响，保持溶液pH值几乎不变。实验24.在该混合溶液中加入少量水稀释，其pH值也几乎不变。基本概念1.缓冲作用：

溶液具有抵抗外来少量强酸、强碱或适当稀释的影响，保持其pH值几乎不变的作用，称为缓冲作用。2.缓冲溶液：

具有抵抗外来少量强酸、强碱或适当稀释的影响，保持其pH值几乎不变的溶液，称为缓冲溶液。第四十四页，共七十页，2022年，8月28日HAc和NaAc混合溶液能抵抗

外来少量强酸、强碱或适当

稀释的影响，保持溶液pH值

几乎不变。这是因为：1.混合溶液中的HAc是弱酸，具有中和（抵抗）外来少量强碱的作用；2.混合溶液中的Ac-是弱碱，具有中和（抵抗）外来少强酸的作用；3.HAc和Ac-是共轭酸碱对，在溶液中存在如下的质子转移平衡：HAc+H2OH3O++Ac-当加入少量强酸时：

[H3O+]，平衡左移,即Ac-中和H3O+

，结果使[H3O+]又回降，抵抗了[H3O+]的变化。当加入少量强碱时：

[OH-]，即H3O+中和OH-

，[H3O+]，导致平衡右移,结果使[H3O+]又回升，抵抗了[H3O+]的变化。第四十五页，共七十页，2022年，8月28日（二）缓冲溶液的组成1.缓冲溶液的组成条件根据前面的分析，缓冲溶液中通常含有两种成分：一种是能与酸作用的碱性物质，称为抗酸成分；一种是能与碱作用的酸性物质，称为抗碱成分。抗酸与抗碱成分为共轭酸碱对的关系，此共轭酸碱对被称为缓冲系或缓冲对。第四十六页，共七十页，2022年，8月28日2.缓冲对的类型缓冲对主要有如下三种类型：由弱酸及其对应的强碱盐，如：弱酸共轭碱抗碱成分抗酸成分HAc-----------NaAc(Ac-)H2CO3---------NaHCO3(HCO3-)，由弱碱及其对应的强酸盐，如：弱碱共轭酸抗酸成分抗碱成分NH3

•H2O------NH4Cl(NH4+)由多元弱酸的酸式强碱盐及其对应的次级盐，如：酸式盐共轭碱抗碱成分抗酸成分NaHCO3-----------------Na2CO3(CO32-)NaH2PO4----------------Na2HPO4(HPO42-)Na2HPO4(HPO42-)-----Na3PO4(PO43-)第四十七页，共七十页，2022年，8月28日（三）缓冲作用原理由于缓冲对是一个共轭酸碱对（HA—A-）,在溶液中1.有足够的弱酸HA和共轭碱A-，且A-对HA具有同离子效应。2.存在如下的质子转移平衡：HA+H2OH3O++A-因此：1.往缓冲溶液中加入少量的强酸时，[H3O+]

，溶液中足够浓度的共轭碱A-与少量的强酸提供的[H3O+]

发生反应，平衡左移,生成少量的HA和H2O，即A-中和H3O+

，结果使[H3O+]又，当质子转递达到新平衡时，[H3O+]

几乎不变，溶液的pH值无显著下降。共轭碱（A-）在此抵抗了[H3O+]

的变化，起了抗酸作用。2.往缓冲溶液中加入少量的强碱时，溶液中的H3O+与少量的强碱提供的OH-

发生中和反应，H3O+被消耗，[H3O+]，平衡右移，而足够浓度的弱酸HA电离生成少量的H3O+

和共轭碱（A-）,结果使[H3O+]又

，当质子转递达到新平衡时，[H3O+]

几乎不变，溶液的pH值无显著升高。弱酸HA在此抵抗了[OH-]

的变化，起了抗碱作用。第四十八页，共七十页，2022年，8月28日二、缓冲溶液pH值的计算由于缓冲溶液中，缓冲对存在质子转移平衡，故可近似计算其pH值。设组成缓冲溶液的弱酸（HA）的浓度为ca,共轭碱(A)的浓度为cb。由缓冲对质子转移平衡：HA+H2OH3O++A-Ka

=——————[H3O+

][A-][HA]则，[H3O+

]=———Ka[HA][A-]pH=-lg————Ka[HA][A-]pH=pKa+lg——[A-][HA]式称为Henderson-Hasselbalch方程，亦称为缓冲公式，式中

[A-]/[HA]称为缓冲比。由于A-对

HA具有同离子效应，缓冲对的浓度较大，因此可以近似地认为：[A-]=cb，[HA]=ca。则式可近似为：------pH=pKa+lg——cbca---------第四十九页，共七十页，2022年，8月28日pH=pKa+lg——cbca---------式为计算缓冲溶液的近似公式。根据式可知：(1)缓冲溶液的pH值主要取决于共轭酸碱对中弱酸的pKa值；其次取决于缓冲溶液的缓冲比（cb/ca

）。(2)对于同一缓冲对的缓冲溶液，其pH值只取决于缓冲比。改变缓冲比，缓冲溶液的pH值亦随之改变,当缓冲比为1时,缓冲溶液的pH=pKa。(3)适当稀释缓冲溶液，缓冲比不变，pH值不变。但加大量水稀释时，pH值略有升高，称为稀释效应。第五十页，共七十页，2022年，8月28日例1.1L缓冲溶液中含有0.10molHAc和0.20molNaAc,求该缓冲溶液的pH值。解：该缓冲溶液的缓冲对为:HAc-Ac-,且Ka(HA)=1.76╳10–5

ca=0.10mol•L-1cb=0.20mol•L-1pH=pKa

+lg——cbca=4.75+lg————0.200.10=5.05由该例题计算过程可以看出：在一定体积的缓冲溶液中，缓冲比等于共轭碱与弱酸的物质的量之比。即：若以na,nb分别表示一定体积缓冲溶液中所含弱酸和共轭碱的物质的量，则:cbca=——nbnapH=pKa

+lg——nbna---------上式为缓冲公式的另一种形式。第五十一页，共七十页，2022年，8月28日例2.取0.10mol•L-1NaH2PO410mL与0.20mol•L-1

Na2HPO41.0mL混合，求此混合溶液的pH值（已知该缓冲溶液中弱酸的pKa=7.21）解：根据题意，在该缓冲溶液中弱酸（H2PO4-

）及其共轭碱（HPO42-

）的物质的量分别为：n(H2PO4-

)=10×0.1=1.0mmoln(HPO42-

)=1.0×0.2=0.2mmol则：pH=pKa

+lg——nbna=7.21+lg——0.21.0=6.51第五十二页，共七十页，2022年，8月28日例3.将100mL0.10mol•L-1盐酸溶液加入到400mL0.10mol•L-1氨水中，求混合后溶液的pH值，已知Ka

(NH4+)=5.68╳10–10。解：盐酸与氨水发生反应：NH3+H+NH4+111

400×0.10>100×0.10所以盐酸与氨水反应，全部转变为氨水的共轭酸（NH4+）。则，混合后，溶液中共轭酸碱的物质的量分别为：nb=400×0.10-100×0.10=30mmolna=100×0.10=10mmolpH=pKa

+lg——nbna=9.52+lg——3010=9.73第五十三页，共七十页，2022年，8月28日三、缓冲容量与缓冲溶液的配制(一)缓冲容量1.缓冲容量的概念缓冲容量表示缓冲能力的大小，在数值上等于使1L缓冲溶液pH值改变1个单位时，所需加入一元强酸或一元强碱的物质的量，用符号“”

表示。由此可知：越大，缓冲容量越大；反之亦然。2.缓冲容量的计算在实际工作中，常在一定体积（V）的缓冲溶液中，加入一定量（n）的一元强酸或一元强碱后，根据溶液的pH变化来计算缓冲容量：=————

nV|pH|(单位：mol•

L-1•pH

-1

)--------第五十四页，共七十页，2022年，8月28日例4.用物质的量浓度均为0.20mol•L-1的HAc和NaAc溶液等体积混合成10mL缓冲溶液,计算该缓冲溶液pH值。若在该溶液中加入0.3mL0.10mol•L-1的NaOH，计算该溶液的缓冲容量。解：(1)因为是等体积、等浓度混合，所以缓冲比（cb/ca）为1。则：pH=pKa

+lg——cbca=pKa=4.75(2)加入0.3mL0.10mol•L-1的NaOHHAc+OH-=H2O+Ac-11反应后共轭酸碱物质的量为：0.2×0.5-0.10×0.30=0.97mmol0.2×0.5+0.10×0.30=1.03mmolpH=pKa

+lg——nbna=4.75+lg——1.030.97=4.78(3)计算缓冲容量：pH=4.78–4.75=0.03=————0.10×0.3010×0.03=0.10mol•L-1•pH

-1

第五十五页，共七十页，2022年，8月28日3.影响缓冲容量的因素(1)总浓度：

总浓度是缓冲溶液中弱酸和共轭碱浓度之和，即c总=ca+cb。当缓冲比（cb/ca）一定时，c总愈大，抗酸、碱成分愈多，缓冲容量也愈大；否则，相反。当缓冲溶液在一定范围内稀释时，由于c总减小，缓冲容量也会减小。缓冲容量的大小取决于缓冲溶液的总浓度和缓冲比。第五十六页，共七十页，2022年，8月28日在缓冲溶液的c总一定时：若cb/ca=1，则缓冲容量大，此时溶液的pH=pKa。若cb/ca

1,则缓冲容量减小。二者相差越大,缓冲容量越小。当1/10<cb/ca

<10/1时，溶液的值在pKa

-1和pKa

+1之间，溶液具有较大的缓冲能力。当cb/ca或pH在上述范围之外时，溶液的缓冲能力已经很小或已经丧失缓冲能力了。化学上把缓冲溶液能有效地发挥其缓冲作用的范围，即:pH=pKa1，称为缓冲溶液的缓冲范围。（2）缓冲比。46第五十七页，共七十页，2022年，8月28日（二）缓冲溶液的配制与步骤缓冲溶液是根据需要，常用来控制溶液酸度的。1.选用适当的缓冲对。其原则是：使缓冲对中弱酸的pKa值尽可能接近实际需要的pH值，从而使缓冲比接近1:1，这样所配溶液的pH值在缓冲对的缓冲范围内，缓冲溶液才具有较大的缓冲容量。3.确定适当的总浓度。其原则是：确定总浓度应保证缓冲溶液中有足够的抗酸成分和抗碱成分。总浓度太小,值较小,总浓度也不宜太大,一般控制在0.05~0.20mol•L-1之间,值约在0.01~0.1mol•L-1•pH–1。2.取相同浓度的弱酸及其共轭碱溶液按一定的体积比来混合，即得所需的缓冲溶液。这是因为：若共轭酸、碱的浓度都是c，其体积分别为VHA和VA-，则：na=cVHA,nb=cVA-cb/ca=nb/na=

VA-

/VHA

pH=pKa

+lg——VA-VHA-----利用此式，改变体积比，就可配制实际所需的缓冲溶液。第五十八页，共七十页，2022年，8月28日几种常用的缓冲溶液的缓冲范围缓冲溶液的组成缓冲对中弱酸的pKa缓冲范围H2C8H4O4(邻苯二甲酸)—NaOH2.952.2~4.0KHC8H4O4(邻苯二甲酸氢钾)—NaOH5.414.0~5.8HAc--NaOH4.753.7~5.6KH2PO4—Na2HPO47.215.8~8.0H3BO3--NaOH9.248.0~10.0NaHCO3—Na2CO310.259.2~11.0TrisH—Tris（三羟甲基氨基甲烷）8.217.2~9.0

注：根据上述方法配制的缓冲溶液，由于没有考虑溶液中离子、分子间的相互影响，其pH值离实际要求的pH值有一定的偏差，在实际工作中，准确而又方便地配制具有一定pH值的缓冲溶液，可以查阅手册，按标准配方配制。最后用pH计来校正和测定其pH值。第五十九页，共七十页，2022年，8月28日例5.如何配制pH=5.0的缓冲溶液100mL?解：

（1）选缓冲对因为HAc的pKa=4.75,接近pH=5.0故选用HAc-Ac-缓冲对。（2）计算共轭酸碱的体积比设共轭酸、碱的浓度都是c，其体积分别为VHA和VA-，由pH=pKa

+lg——VA-VHA得：5.00=4.75

+lg——VA-VHAVA-VHA=1.8----------------

VHA+VA-=100ml------解、得：VHA=36mL，VA-=64mL（3）取等浓度（0.10~0.20mol•L-1）的HAc溶液36mL和NaAc溶液64mL，混合后即得所需的缓冲溶液。第六十页，共七十页，2022年，8月28日例6.在50mL0.10mol•L-1的HAc溶液中需加入0.10mol•L-1

NaOH溶液多少毫升，才能配制pH=5.0的缓冲溶液。解：设需加入xmLNaOH溶液，由HAc+NaOH

H2O+NaAc反应后nHAc=0.10(50-x)mmol

nNaAc=nNaOH=0.10xmmolnNaAc/nHAc=x/(50-x)pH=pKa

+lg——nA-nHA5.0=4.75+lg——x50-x解之得：x=32mL所以，在50mL0.10mol•L-1的HAc溶液中需加入0.10mol•L-1NaOH溶液32mL，即可得到pH=5.0的缓冲溶液注：也可将弱酸和强碱溶液按一定体积比:x/(50-x)混合，或将弱碱和强酸溶液按一定体积比混合，即得所需的缓冲溶液。第六十一页，共七十页，2022年，8月28日四、缓冲溶液在医学中的意义1.体液就是一种缓冲溶液，对维持机体酸碱平衡，保持正常生命活动具有重要意义。以血液为例：在正常人体内进行新陈代谢的过程中，一方面，不断会产生二氧化碳、硫酸、磷酸、乳酸、乙酰乙酸和-羟基丁酸等较多的酸类物质进入血液，使血液pH值降低；另一方面，也会产生一定量的氨气及钠、钾的弱酸盐等碱性物质进入血液，使血液的pH值升高。除此之外还有随食物、药物等进入体内的酸、碱性物质，也影响血液的pH值。而实际上血液的pH值总能保持在7.35~7.45之间，是为什么呢？其原因就是血液中存在一系列的缓冲对，加上肺、肾的生理调节作用，才维持了血液pH值恒定不变。人体内血液pH值需要在7.35~7.45狭小的范围内保持恒定，当pH<7.35时，会出现酸中毒；当pH>7.45时，会出现碱中毒。严重时会危及生命。第六十二页，共七十页，2022年，8月28日血浆中的主要缓冲对有以下三种：H2CO3—NaHCO3H-蛋白质—Na-蛋白质NaH2PO4—Na2HPO4其主要作用为缓冲进入血液的大量非挥发性酸（如硫酸、磷酸、乳酸、丙酮酸、乙酰乙酸和-羟基丁酸等）和少量的碱。其中，在血浆中缓冲对H2CO3—NaHCO3的缓冲比一定（NaHCO3/H2CO3=20/1），且总浓度最高，缓冲能力最大，是调节血浆pH值的主要缓冲对。40页不能由肺呼出，必须经肾随尿排出的酸第六十三页，共七十页，2022年，8月28日为什么NaHCO3/H2CO3=2