2022年缓冲溶液教学教案 .pdf

名师精编优秀教案缓冲溶液教学教案【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，血液是缓冲溶液，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 、pH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 + H2O H3O+ + Ac- + 左移 H3O+抗酸成分 + 抗碱成分右移 OH- 2H2O 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NH4+ NH3缓冲系、抗碱成分 NH4+缓冲作用0.1mol L-1 HAc NaAc 0.1mol L-1 HCl 、NaOH 浓度大，少量酸、碱，浓度几乎不变二、缓冲溶液pH的计算（一）公式推导HA NaA C（HA ） C （A-）HA + H2O H3O+ + A- C（HA ）- Ceq(H3O+) Ceq(H3O+) C（ A-） + Ceq(H3O+) C（HA）C（A-）Ka（HA ）=CHACCACCOHCeq/3）（）（）（Ceq(H3O+)/C =)()()(ACHACHAKa精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 4 页名师精编优秀教案pH=)()(lg)(HACACHApKa)()(HACAC缓冲比 r ，C为缓冲液，不是混合前pKa ： HAc- NaAc p Ka （HAc ） 、NH4Cl-NH3 p Ka （NH4+） 、H2PO4- - HPO42- p Ka2（H3PO4）（二）其他形式pH=VHAnVAnHApKa/)(/)(lg)()()(lg)(HAnAnHApKa当 C（HA）=C（A-）pH=)()()()(lg)(HAVHACAVACHApKa)()(lg)(HAVAVHApKa【小结】：决定缓冲溶液pH的主要因素有：pKa （ HA ）和 r （三）应用书 P101例 5-8 25时，在1.0LHAc-NaAc 缓冲溶液中含有0.10mol HAc 和 0.20mol NaAc 。（1）计算此缓冲溶液的pH；（2）向 100mL该缓冲溶液中加入10mL 0.10 mol L-1 HCl 溶液后，计算缓冲溶液的pH；（3）向 100mL 该缓冲溶液中加入10mL 0.10 mol L-1 NaOH 溶液后，计算缓冲溶液的pH；（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解： (1)pH=10.020.0lg108 .1lg5=5.05 (2)pH=10.0010.010010.0010.0100lg108. 1lg100010.0100020.05=4.98 (3)pH=10.0010.010010.0010.0100lg108. 1lg100010.0100020.05=5.11 (4) pH=10.020.0lg108 .1lg5=5.05 三、缓冲容量和缓冲区间（一）缓冲容量定量表示缓冲溶液的缓冲能力1、定义VdpHdnaVdpHdnb单位体积的缓冲溶液的pH增大或减小1 时，所需加入强酸或强碱的物质的量单位 : mol L-1精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 4 页名师精编优秀教案缓冲能力2、影响 的因素)()()1(3.22ACHACrrC(HA)+C(A-)=C 总)()(HACACr缓冲比【小结】：(1) C总 r定 C总(2) r C总定 r=1 最大)()(43 .2maxACHAC r远离 1 书 P103例 5-9 计算下列缓冲溶液的缓冲容量：(1)0.10 mol L-1 HAc 0.10 mol L-1 NaAc 溶液；（2）0.010 mol L-1 HAc 0.010 mol L-1 NaAc 溶液；（3）0.050 mol L-1 HAc 0.15 mol L-1 NaAc 溶液。解： （1）1=)10. 010.0()1 (3 .2210. 010. 010. 010. 0=0.12( mol L-1) (2)2=)010.0010.0()1(3 .22010. 0010. 0010. 0010. 0=0.012( mol L-1) (3)3=)15.0050.0()1(3 .22050. 015. 0050. 015.0=0.086( mol L-1) 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, r10 pH= pKa +1 缓冲区间： 缓冲溶液能发挥缓冲作用的pH范围pH=pKa （ HA ） 1 HAcNaAc p Ka （ HAc ）=4.74 pH=3.745.74 NH4ClNH3 pKb （NH3）=4.74 pH=8.2610.26 H2PO4-HPO42- p Ka2（H3PO4）=7.21 pH=6.218.21 四、缓冲溶液的选择与配制为了有足够的，必须满足下列原则和步骤: （1）选择合适的缓冲对 pKa （HA ）与 pH接近， r 接近 1 （2）适当的总浓度 0.05 0.2 mol L-1 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 4 页名师精编优秀教案C(HA)=C(A-)=0.10 mol L-1(3)计算所需缓冲对的量(4)校正(pH 计) 书 P105例 5-10 用浓度均为0.10 mol L-1的弱酸和其共轭碱溶液配制100ml pH 为 5.00 的缓冲溶液。可供选择的试剂有：(1)NH4ClNH3pKb（NH3）=4.74 (2)NaH2PO4 Na2HPO4 p Ka2(H3PO4)=7.21 (3)HAc NaAc p Ka (HAc)=4.74 解：选 HAcNaAc 5.00=)(100)(lg74.4NaAcVNaAcV V(NaAc)=64.5(mL) V(HAc)=100-64.5 =35.5(mL) 取 0.10 mol L-1 HAc 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NaHCO3 H2CO3，Na2HPO4KH2PO4，Na 蛋白质 H 蛋白质能力最大2、缓冲机理Ka1 CO2（溶解） +2H2O H3O+ HCO3-+ CO2（g） （肺）H3O+肾抗碱成分+ 抗酸成分OH- 2H2O 【例题分析】 ：3. pH 计算例已知正常血液中HCO3-CO2（溶解）的 pKa1（H2CO3） =6.10 （ 6.35） ，C （ HCO3-） =0.024 mol L-1、C（CO2溶） =0.0012 mol L-1，求血液的pH。解： pH=6.10+lg0012.0024.0=6.10+lg20=7.40 讨论：体外缓冲比10110 体内缓冲比20 4、人体调节作用CO2HCO3-CO2HCO3-CO2HCO3-肺抗酸加快吐出CO2抗碱减慢呼出 CO2肾减少排泄HCO3-加速排泄HCO3- 肺部换气不足（CO2吐出慢）引起酸中毒精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 4 页