无机化学-第06章-酸碱平衡-2013.ppt

Template copyright 2005 教学要求: 掌握酸碱的定义和共轭酸碱对及其Ka与Kb的关系； 水的电离及其Kw 电离平衡，及各类一元弱酸弱碱溶液中pH值计算的最简式。两性物质pH值计算的最简式。 缓冲溶液的组成和性质， pH值计算。 二、路易斯酸碱概念 (Lewis acid-base theory) 定义：凡能接受电子的叫酸，凡能提供电子的为碱。 范围：酸：所有阳离子以及中心原子电子结构未饱和的分子如：BF3 碱：所有阴离子和配体。 酸碱电子理论举例 BF3 :NH3 BF3是酸, NH3是碱 Cu2+ + Zn = Cu + Zn2+ Cu2+是酸, Zn作碱 KH2PO4既可当酸又可作碱 实质：酸和碱形成配位键，生成酸碱加合物（包含了大多数的无机化合物） 由电导等实验方法测得295K时1升纯水仅有10-7mol水分子电离，所以 [H3O+] = [OH–] = 1.0 × 10–7 （mol/L ) 由平衡原理,则 Kw=[H3O+][OH–]=1.0×10–14 ( 无量纲 ) Kw为水的电离常数 ，简称为水的离子积。意义为：一定温度时，水溶液中[H+]和[OH-]之积为一常数。 纯水时： [H3O+] = [OH–] = 1.0 × 10–7 （mol/dm3) pH = - lg [H3O+] = 7 = pOH 加入0.10 mol/dm3 强酸时， [OH–] = Kw / [H3O+] = 1.0 × 10–14 / 1.0 × 10–1 = 1.0 × 10–13（mol/dm3) 加入0.10 mol/dm3 强碱时， [H3O+] = Kw / [OH–] = 1.0 × 10–14 / 1.0 × 10–1 = 1.0 × 10–13（mol/dm3) 水溶液中 (纯水、或酸碱溶液）， H3O+ 和OH– 同时存在， Kw是个常数。（酸溶液中也有OH– ，碱溶液中也有H3O+ ） 二、 多元酸溶液的pH计算(不考) 质子条件: [H2A]+[H+]=[A2 -]+[OH-] 若: Ka1Ka2, [HA-]≈c(HA) (? ≤5%, △pKa≥3.2) 又 Ka2c(HA-)20Kw, 则得 近似式: 最简式 在人体内各种酶只有在一定pH值范围的体液中才具有活性。在体外，细胞的培养、组织切片和细菌的染色、血库中血液的冷藏，某些药物配制成溶液。pH值也要保持恒定。 碳酸氢盐缓冲系在血液中浓度最高，缓冲能力最大，维持血液正常pH值的作用也最重要。 　　在红细胞内的缓冲对中，以血红蛋白 (HHb)和氧合血红蛋白 (HHbO2) 最为重要， 因为血液对CO2的缓冲作用主要是靠它们实 现的。 例如，正常人体代谢产生的CO2进入 静脉血液后，绝大部分与红细胞内的血红蛋 白离子发生下列反应： CO2+H2O+HB- HHb+HCO3- 反应产生的HCO3-由血液运送至肺，并与氧合血红蛋白作用： HCO3-+ HHbO2 HbO2- +H2O +CO2 总之，由于血液中多种缓冲系的缓冲作用以及肺、肾的调节作用，正常人血液的pH值才能以恒定，维持在7.35～7.45之间。 血液中缓冲系统的作用机理 先看H2CO3－HCO3－缓冲系。 　由于是H2CO3弱酸，它存在电离平衡： 　　 H2CO3　　　　　HCO3－ ＋H＋ 　　 肺 　CO2＋H2O　　肾 当酸性物质进入该系统时，由于[H＋]的增大，将使平衡左移，形成更多的H2CO3 ， H2CO3 不稳定分解为CO2和H2O，生成的CO2经血液循环，通过肺部呼出，从而维持[H＋]的稳定。降低的[HCO3－]可通过肾脏调节而使其增高。 　 能引起血液中酸度的增加的因素： 　　肺气肿引起肺部换气不足，充血性心力衰竭和支气管炎；患糖尿病或食用低碳水化合物和高脂肪食物引起代谢酸的增加，摄食过多的酸或在严重腹泻时丧失碳酸氢盐过多，因肾功能衰竭引起H＋排泄的减少等。 　临床上常用乳酸钠来矫正代谢性酸中毒。 当碱性物质进入该系统时，碱与H＋反应生成H2O，从而降低[H＋]，但这时平衡向右移动，H＋的消耗由H2CO3的电离来补充，从而维持[H＋]的稳定。增加的HCO3－由肾脏排泄。 能引起血液中碱度的增加的因素： 　　在发高烧和歇斯底里发作时换气过速，食用过多的碱性物质如抗酸药物或严重的呕吐等都会引起血液中碱的增加，血液的PH值可增大到7.35以