缓冲溶液教学教案

名师归纳总结

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

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、ΔpH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+HOHO++Ac-

23

+

左移HO+抗酸成分

3

+

抗碱成分右移OH-

2HO

2

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

NH+—NH缓冲系、抗碱成分NH+

434

缓冲作用

0.1molL-1HAc—NaAc

0.1molL-1HCl、NaOH

浓度大，少量酸、碱，浓度几乎不变

二、缓冲溶液pH的计

（一）公式推导算

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)

精品学习资料第1页，共4页

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C(A)

—缓冲比r，C为缓冲液，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)

当C（HA）=C（A-）

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

pH=pKa(HA)lgpKa(HA)lg

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

【小结】：决定缓冲溶液pH的主要因素pKa（HA）和r

有：

（三）应用

书P例5-825℃时，在1.0LHAc-NaAc缓冲溶液中含有0.10molHAc和0.20molNaAc。

101

（1）计算此缓冲溶液的pH；

（）向该缓冲溶液中加入

2100mL10mL0.10molL-1HCl溶液后，计算缓冲溶液的pH；

（3）向100mL该缓冲溶液中加入pH；

10mL0.10molL-1NaOH溶液后，计算缓冲溶液的

（4）向100mL该缓冲溶液中加入1L水稀释后，计算缓冲溶液的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、缓冲容量和缓冲区间

（一）缓冲容量β

定量表示缓冲溶液的缓冲能力

dnbdna

1、定义

VdpHVdpH

单位体积的缓冲溶液的pH增大或减1时，所需加入强酸或强碱的物质的量

小

单位

:molL-1

β↑缓冲能力↑

2、影响β的因素

精品学习资料第2页，共4页

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r

2.3[C(HA)C(A)]

(1r)2

C(A)

C(HA)+C(A-)=C总r缓冲比

C(HA)

【小结】：(1)C总r定C总↑β↑

(2)rC总定r=1β最大

2.3

max[C(HA)C(A)]

4

r远离1β↓

书P例计算下列缓冲溶液的缓冲容量：

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

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,β↓

r<0.1无缓冲作用pH=pKa-1

r>10pH=pKa+1

缓冲区间：缓冲溶液能发挥缓冲作用的pH范

pH=pKa（HA）±1围

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、缓冲溶液的选择与配制

为了有足够的β，必须满足下列原则和步骤:

（1）选择合适的缓冲对pKa（HA）与pH接r接近1

（2）适当的总浓度

0.05~0.2molL-1

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

(3)计算所需缓冲对的量

(4)校正(pH计)

精品学习资料第3页，共4页

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书P-1的弱酸和其共轭碱溶液配制pH为5.00的缓冲溶液。

105例5-10用浓度均为0.10molL100ml

可供选择的试剂有：(1)NHpKb（NH）=4.74

4Cl—NH33

(2)NaHPO—NaHPOpKa(HPO)=7.21

2424234

3()HAc—NaAcpKa(HAc)=4.74

解：选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、缓冲溶液在医学上的意义

血液pH=7.35~7.45代谢物质pH不变

1、组成

NaHCO—HCO，NaHPO—KH，Na蛋白质—H蛋白质

323242PO4

能力最大

2、缓冲机理

Ka1

（溶解）+2H+-

CO22OH3O+HCO3

+

（g）（肺）HO+肾

CO23

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HCO-（溶解）的pKa（H）=6.10（6.35），C（HCO-）=0.024molL-1、

3—CO212CO3