药用基础化学 第二版课件 教学课件 ppt 作者 戴静波 主编 第四章 酸碱平衡和酸碱滴定法缓冲溶液.ppt

* * 第四节 缓冲溶液 一、缓冲溶液的概念作用和作用原理 二、缓冲溶液pH值的计算 三、缓冲溶液的选择和配制 四、缓冲溶液在医药上的应用 缓冲溶液 对比实验： 一升HAc+NaAc 混合液 加0.01mol HCl 或加0.01mol NaOH pH基本不变（pH试纸检测） 一升纯水 加0.01mol HCl，pH = 2 pH = 7 pH = 2 加0.01molNaOH，pH=12 pH = 7 pH = 12 0.1mol/L 一、缓冲溶液的概念及缓冲原理 1 ．缓冲溶液 能抵抗外加少量强酸强碱或释稀而保持pH值不发生明显变化的溶液称为缓冲溶液。 该溶液一般由两种组分构成：一种为抗酸成分,一种为抗碱成分。两种组分合成体系又叫缓冲对。 缓冲溶液所具有的抵抗外加少量强酸或强碱的作用称为缓冲作用。 2 ．缓冲对的组成 （1） 弱酸及其共轭碱 HAc—NaAc （2）弱碱及其共轭酸 NH3· H2O—NH4Cl NaHCO3—Na2CO3 ; NaH2PO4—Na2HPO4 此外，单纯的两性物质也有缓冲作用，如： HCO3-、甘氨酸 H2NCH2COOH 3 ．缓冲原理  以HAc—NaAc为例说明缓冲溶液的缓冲原理 （加酸、加碱、稀释） HAc H+ + Ac- NaAc Na+ + Ac- 存在大量HAc （抗碱成分） 存在大量Ac- （抗酸成分） 二、缓冲溶液pH值的计算 以HAc—NaAc为例。已知：HAc浓度为ca，NaAc浓度为cs。设：[H+]=x HAc H+ + Ac- 初始浓度 ca cs （mol·L-1） 平衡浓度 ca-x x cs+x （mol·L-1） 缓冲溶液的pH值首先取决于Ka或Kb， 同时还与共轭碱和共轭酸的浓度有关. 三、缓冲溶液的选择和配制 1 ．首先选择与所配缓冲溶液pH值接近的 pka (或pKw-pKb)缓冲对，如： HAc—NaAc pka=4.75 NH3—NH4Cl pKw-pKb=14-4.75=9.25 NaH2PO4—Na2HPO4 pka2=7.21 2 ．通过计算求出浓度比。 四、生物体内的缓冲体系 1 ．人体血液pH=7.4±0.05，pH改变超过0.4个单位会有生命危险。 正常人血液的 pH 在 7.35~7.45 之间，维持其 pH 恒定的缓冲对在血浆中主要有HCO3- - H2CO3、Na2HPO4 - NaH2PO4、Na-蛋白质- H-蛋白质；在红细胞液中主要有 KHCO3 - H2CO3 、K2HPO4 - KH2PO4、K-血红蛋白- H-血红蛋白、K-氧合血红蛋白-H-氧合血红蛋白。  人体有三大调节系统，分别为体内缓冲系统调节、肺调节、肾脏调节。?  碳酸氢盐缓冲对在血液中的缓冲能力最大。碳酸氢盐缓冲对在血液中存在如下平衡： 当体内物质代谢生成酸性物质时, 就会与H3O+ 离子 结合生成 CO2，H2CO3 浓度增大，而 浓度降低。可 通过加快肺部呼吸吐出 CO2,或通过血浆蛋白缓冲对和磷酸氢盐缓冲对与其作用而使 CO2 浓度降低； 当体内碱性物质增多并进入血浆时，H2CO3浓度降低，而 浓度增大，则由肺部控制对 CO2 的呼出，以及由肾脏加速对 的排泄，进一步保持血浆的 pH 恒定。 当高烧、严重呕吐、气喘或摄入过量碱性食物质时，都会引起血液碱量增加，过量的碱进入血液时，血液中的H+ 便立即与它结合生成H2O。H+ 的消耗由H2CO3电离来补充，H2O可通过肾、毛孔排出体外，所以血液pH不因碱性代谢物的进入而改变。 当人体代谢发生障碍，如充血性心力衰竭、支气管炎、糖尿病或因食用低碳水化合物和高脂肪食物引起代谢性酸增加、摄入过量酸性食物质等都会引起血液中H+浓度的增加，HCO3- 便与H+结合生成H2CO3，过量的H2CO3在随血液经过肺部时，以CO2形式排出体外，血液pH不改变。 怎样才能确保人体体液略偏碱性? 现代医学研究表明，人体体液的酸碱度与人们的日常饮食习惯关系密切。根据所含化学成分的不同，我们可以将食物分为酸性