第七节 缓冲溶液在医学中 的意义 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 第七节 缓冲溶液在医学中 的意义 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。

一、血液中的缓冲系 血液中的缓冲对主要有： 血浆： 细胞：

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。

二、人体正常pH值的维持 人体血液的pH值为7.35～7.45。血液的 主要缓冲系统存在如下平衡 CO2(溶解)+H2O ⇌H2CO3 ⇌H++HCO3- 当[H+]增加时，抗酸成分HCO3-与它结 合使上述平衡向左移动，使[H+]不发生明显 改变。当[H+]减少时，上述平衡向右移动， 使[H+]不发生明显改变。

　　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：

HCO3-+ HHbO2 ⇌HbO2- +H2O +CO2 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。

本章小节 能够抵抗外来少量强酸、强碱或 稀释，并保持其 pH 几乎不变的作用 称为缓冲作用。具有缓冲作用的溶液 为缓冲溶液。

电离平衡：在一定温度下，当弱 电解质分子电离成离子的速度与离 子又结合成分子的速度相等时，电 离过程即达到动态平衡 电离常数：电离平衡时，已电离 的各离子浓度冪次方乘积与未电离 的分子浓度的比值是一常数。

电离度：在一定温度下，弱电解 质在溶液中达到电离平衡时，已电 离的弱电解质分子数与电离前分子 总数的比率，用符号a表示。 已电离的分子数 分子总数

同离子效应：在弱电解质溶液中， 加入一种与弱电解质含有相同离子的强电解质时，可使弱电解质的电离度降低。

盐效应: 当在弱电解质溶液中加入与 弱电解质不含相同离子的强电解 质盐类时，可使弱电解质的电离度增 加，实际上，产生同离子效应的同时， 必然伴随有盐效应，但盐效应比同离 子效应小得多，当电解质浓度不大时， 盐效应可以忽略不计。

酸碱质子理论认为： 酸：凡能给出质子（H+）的物质。 碱：凡能接受质子的物质。 我们把仅相差1个质子的一对酸、碱称为共轭酸碱对。

酸越强，它的共轭碱就越弱；酸越 弱，它的共轭碱就越强。两性物质： 既可以给出质子，也能够接受质子的 物质 。 酸碱反应的实质是质子的传递，酸 碱反应是两对共轭酸碱对共同作用的 结果。

反应方向：总是由较强的酸或是较强的碱 作用向着生成较弱的酸或较弱 的碱的方向进行。 ：水的离子积常数。 在一定温度下，纯水中H3O+ 离子的平衡浓度与OH-离子的平衡浓度的乘积为一定值（室温下一般为 ） 此关系也适用于任何水溶液。

共轭酸碱对中的弱酸的Ka， 与其共轭碱的Kb的乘积等于Kw 一元弱酸溶液 的最简计算公 式，满足的两个条件是， 和 。其计算误差 。 一元弱酸，弱碱溶液的pH值计算 一元弱酸溶液 的最简计算公 式，满足的两个条件是， 和 。其计算误差 。

一元弱碱溶液 的最简公式: 能够抵抗外来少量强酸、强碱或 稀释，并保持其 pH 几乎不变的作用 称为缓冲作用。具有缓冲作用的溶液 为缓冲溶液。

　　缓冲溶液是由足够浓度的共轭酸碱对组 成，其中共轭酸为抗碱成分，共轭碱为抗酸 成分。当加入少量强酸或强碱时，抗酸成分 和抗碱成分通过弱酸或弱碱的解离平衡移动 来稳定溶液的pH 缓冲溶液pH的计算式为：

　　缓冲容量β是衡量一个缓冲溶液缓冲能 力大小的尺度，它取决于缓冲溶液的总浓度 和缓冲比。当缓冲比相同时，缓冲比愈接近 1 ，缓冲容量愈大。当缓冲比等于 1 时， 缓冲容量β最大，当缓冲比相同时，缓冲对 的总浓度愈大，缓冲容量也愈大。

　缓冲溶液的理论缓冲范围为pKa±1。 缓冲溶液的配制可按表配制，也可采用 弱酸 (碱) + 共轭碱 (酸) 、弱酸 (过量) + 强碱或弱碱(过量) +强酸配制。

配制一定pH值的缓冲溶液，应按下列 原则和步骤进行： （1）选择适当的缓冲对，使所选缓冲 对中共轭酸的 pKa 与欲配制的缓冲溶液 的pH值尽可能相等或接近，偏离的数值 不应超过缓冲溶液的缓冲范围。

（2）要有一定的总浓度， 一般在0.05mol·L-1～0.20mol·L-1 之间较宜， 其相应的β值在0.01～0.1之间。 （3）为了使缓冲溶液具有较大的缓冲容量，应 尽量使缓冲比接近于1。实际工作，常常使用相 同浓度的共轭酸、碱溶液配制。用缓冲公式计算 所需同浓度的共轭酸、碱体积混合配置的溶液的 pH值与实验测得的pH只是稍有差异的。如果实 验要求严格，需用pH计进行校正。

人体血液是一个缓冲溶液，存在多种 缓冲对。其中最为重要的是HCO3--H2CO3，它在血液中的浓度最高，缓冲能力最大，在维持血液正常 pH(7.35～7.45) 过程中发挥着重要的作用。