3.4酸碱缓冲溶液 生理缓冲溶液 人体液(37℃)正常pH为735-745。每人每天耗O2600L,产生 CO2酸量约合2L浓HCL除呼出CO2及肾排酸外,归功于血液 的缓冲作用。 血红蛋白: HHb-KHb血浆蛋白: HPr-NaPr 氧络血红蛋白:HHbO2KHbO2 磷酸盐:H2PO4-HPO4 碳酸盐:H2CO3+HCO3 (1. 35mmol L-1-27 mmolL-1) pH=6.10+g20=740
1 3.4 酸碱缓冲溶液 生理缓冲溶液 人体液(37℃)正常pH 为7.35-7.45。每人每天耗O2600L, 产生 CO2酸量约合2L浓HCl, 除呼出CO2及肾排酸外, 归功于血液 的缓冲作用。 血红蛋白: HHb-KHb 血浆蛋白:HPr-NaPr 氧络血红蛋白:HHbO2 -KHbO2 磷酸盐:H2PO4 - -HPO4 2- 碳酸盐:H2CO3 -HCO3 - (1.35mmol·L-1—27 mmol·L-1 ) pH=6.10+lg20=7.40
34.1缓冲容量 (p87) db da β=dph = H dpH lL溶液中引入强碱或强酸的mol数与pH变化量的比值。 KH B=2.3{H|+OH|+ a 2 HT+K a B=61+B+B OH HA-A
2 3.4.1 缓冲容量 (p87) 1L 溶液中引入强碱或强酸的mol数与pH变化量的比值。 d d = = - dpH dpH b a ( ) + + + a 2 a + - - H OH HA-A H 2.3 H OH H - c K = + + + K = + +
强酸:+=23[H]23c(Hc)(pH11) 共轭体系:HA-ABAA=23c·x1X0 10 102B 8 6 H+ HAc+Ac OH 0.1mo 0.1mol L-I HAc Ac 2 0 2.834.5 8.8 13 pH p B-pH曲线(p8
3 - pH曲线 (p88) 1 3 5 7 9 11 13 pH 2.88 4.76 8.88 pKa 10 8 6 4 2 0 102 H+ HAc+Ac - OH- 0.1mol·L-1 HAc Ac- 0.1mol·L-1 强酸: H+=2.3[H+ ]≈2.3c(HCl) ( pH11) 共轭体系:HA – A- HA – A - = 2.3·c·x1·x0
共轭体系缓冲容量的特点: (1)Bxc,c增大,增大 (2)[H+]=Ka(pH=pK)Hf, Bmax =0.575c (3)缓冲范围:pK8-1<pH<pK2+1 pKa-1 X1=0.9,X0=0.1 B=0. 36Bmax pK+1x1=0.1,x=09B=0.36anx pK3±20.90.0 B=0.04Bmax
4 共轭体系缓冲容量的特点： （1）∝c, c增大, 增大 （2）[H+ ] = Ka (pH=pKa )时, max = 0.575c （3）缓冲范围: pKa -1 < pH < pKa+1 pKa -1 x1=0.9, x0=0.1 =0.36max pKa+1 x1=0.1, x0=0.9 =0.36max pKa±2 0.99, 0.01 =0.04max
34.2缓冲溶液的选择 1有较大的缓冲能力: c较大(001~1molL); pH≈pK2,即cn:cb≈1 HACNaAc: pKa=4.76(pH 45.5 NH4OH--NH3: pKb=4.75 (pH8-10) (CH2)6N4(CH2)6N4H:pKb=8.87 (pH4.5~6) 2不干扰测定(EDTA滴定Pb2,不用HAc-Ac)
5 3.4.2 缓冲溶液的选择 1.有较大的缓冲能力: c 较大(0.01～1mol·L-1 ); pH≈pKa , 即ca∶cb≈1∶1 4.5 ～ 6 8～10 HAc— NaAc : pKa=4.76 (pH 4～5.5) NH4OH—NH3 : pKb=4.75 (pH ) (CH2 )6N4— (CH2 )6N4H+ : pKb=8.87 (pH ) 2.不干扰测定(EDTA滴定Pb2+ ,不用HAc-Ac- )
常用缓冲溶液(p89) 缓冲溶液 pAa 缓冲范围 氨基乙酸+HCl 2.35 1.5~3.0 氯乙酸+NaOH 2.86 2~3.5 甲酸+NaOH 3.77 3~4.5 HAC+NaAc 4.76 4~5.5 六次甲基四胺+HCI 5.13 4.5~6.0 HPO+HPO2 721 6.5~8 三羟甲基甲胺+HCIl 8.21 7.5~9 硼砂(H3BO3+H2BO3) 9.24 8.5~10 NH4+NH3 9.25 8.5~10 6
6 常用缓冲溶液 (p89) 缓冲溶液 pKa 缓冲范围 氨基乙酸+HCl 2.35 1.5～3.0 氯乙酸+NaOH 2.86 2～3.5 甲酸+NaOH 3.77 3～4.5 HAc+NaAc 4.76 4～5.5 六次甲基四胺+HCl 5.13 4.5～6.0 H2PO4 -+HPO4 2- 7.21 6.5～8 三羟甲基甲胺+HCl 8.21 7.5～9 硼砂(H3BO3+H2BO3 - ) 9.24 8.5～10 NH4 ++NH3 9.25 8.5～10
343缓冲溶液的配制方法 1按比例加入HA和 A(NaAc+HAc,NHCH+NH 2溶液中H大,加过量A, 溶液中[OH]大,加过量HA; 3溶液中有HA可加NaOH中和一部分, 溶液中有A,可加Hc|中和一部分; 形成HA-A共轭体系
7 3.4.3 缓冲溶液的配制方法 1.按比例加入HA和A(NaAc+HAc, NH4Cl+NH3 ); 2.溶液中[H+ ]大, 加过量A- , 溶液中[OH- ]大, 加过量HA; 3.溶液中有HA,可加NaOH中和一部分, 溶液中有A,可加HCl中和一部分; 形成HA-A-共轭体系
配制缓冲溶液的计量方法 方法1:(确定引入酸or碱) 1按所需pH求cli;pH=pK3+lg(cn/ln); 2按引入的酸(碱)量△cn及pH变化限度计算 ca和Cb C,-△c h=pk +Ig-d a C.+△c 3据cn,c及所需溶液体积配制溶液
8 配制缓冲溶液的计量方法 方法1: (确定引入酸or碱) 1.按所需pH求ca /cb : pH0=pKa+lg(cb /ca ); 2.按引入的酸(碱)量△ca及pH变化限度计算 ca和cb : 3.据ca ,cb及所需溶液体积配制溶液. b a 1 a a a a pH p lg c c K K c c − = + +
方法2:(确定引入酸or碱) 1分别计算pH0和pH1时的x(HA)、x(A) 2引入酸的量c(HCD=△x(HA)×c总 (引入碱的量c( (Naoh=△x(A)×c总) 求出c 3pH时c=C总×x(HA) Cb=C总Xx(A)
9 方法2: (确定引入酸or碱) 1.分别计算pH0和pH1时的x(HA)、x(A) 2.引入酸的量c(HCl)= △x(HA)×c总 (引入碱的量c(NaOH)= △x(A)×c总) 求出c总 3.pH0时 ca =c总×x(HA) cb =c总×x(A)
方法3:(引入酸碱均适用) db 1根据引入的酸(碱量求B= dph dpH 2根据所需pH求总浓度c:B=23cx0x1 3按x0与x1的比值配成总浓度为c的缓冲溶液
10 方法3: (引入酸碱均适用) 1.根据引入的酸(碱)量求 2.根据所需pH求总浓度c: =2.3c·x0·x1 3.按x0与x1的比值配成总浓度为c的缓冲溶液. d d = = - dpH dpH b a