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缓冲溶液 聂爱英
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（一）缓冲作用与缓冲液 能对抗外来少量强酸\强碱或稍加稀释不引起溶液PH值发生明显变化的作用叫做缓冲作用;具有缓冲作用的溶液,叫做缓冲溶液。
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（二）缓冲溶液的组成 缓冲溶液由足够浓度的共轭酸碱对组成。其中，能对抗外 来强碱的称为共轭酸，能对抗外来强酸的称为共轭碱，这
样的一对共轭酸碱叫缓冲对主要有三种类型。 1．弱酸及其对应的盐 2．多元弱酸的酸式盐及其对应的次级盐。 3．弱碱及其对应的盐
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（三）缓冲溶液的作用原理 现以HOAc-NaOAc缓冲溶液为例，。醋酸是弱酸，离解度很小，主要以HOAc形式存在，醋酸钠是强电解质，在溶液中全部离解成Na+和OAc-，混合溶液中，存在着大量的HOAc和OAc 。这个溶液有一定的[H+]，具有一定的PH值。
![（三）缓冲溶液的作用原理 现以HOAc-NaOAc缓冲溶液为例，。醋酸是弱酸，离解度很小，主要以HOAc形式存在，醋酸钠是强电解质，在溶液中全部离解成Na+和OAc-，混合溶液中，存在着大量的HOAc和OAc 。这个溶液有一定的[H+]，具有一定的PH值。](http://slidesplayer.com/slide/11200887/60/images/4/%EF%BC%88%E4%B8%89%EF%BC%89%E7%BC%93%E5%86%B2%E6%BA%B6%E6%B6%B2%E7%9A%84%E4%BD%9C%E7%94%A8%E5%8E%9F%E7%90%86+%E7%8E%B0%E4%BB%A5HOAc-NaOAc%E7%BC%93%E5%86%B2%E6%BA%B6%E6%B6%B2%E4%B8%BA%E4%BE%8B%EF%BC%8C%E3%80%82%E9%86%8B%E9%85%B8%E6%98%AF%E5%BC%B1%E9%85%B8%EF%BC%8C%E7%A6%BB%E8%A7%A3%E5%BA%A6%E5%BE%88%E5%B0%8F%EF%BC%8C%E4%B8%BB%E8%A6%81%E4%BB%A5HOAc%E5%BD%A2%E5%BC%8F%E5%AD%98%E5%9C%A8%EF%BC%8C%E9%86%8B%E9%85%B8%E9%92%A0%E6%98%AF%E5%BC%BA%E7%94%B5%E8%A7%A3%E8%B4%A8%EF%BC%8C%E5%9C%A8%E6%BA%B6%E6%B6%B2%E4%B8%AD%E5%85%A8%E9%83%A8%E7%A6%BB%E8%A7%A3%E6%88%90Na%2B%E5%92%8COAc-%EF%BC%8C%E6%B7%B7%E5%90%88%E6%BA%B6%E6%B6%B2%E4%B8%AD%EF%BC%8C%E5%AD%98%E5%9C%A8%E7%9D%80%E5%A4%A7%E9%87%8F%E7%9A%84HOAc%E5%92%8COAc+%E3%80%82%E8%BF%99%E4%B8%AA%E6%BA%B6%E6%B6%B2%E6%9C%89%E4%B8%80%E5%AE%9A%E7%9A%84%5BH%2B%5D%EF%BC%8C%E5%85%B7%E6%9C%89%E4%B8%80%E5%AE%9A%E7%9A%84PH%E5%80%BC%E3%80%82.jpg "（三）缓冲溶液的作用原理 现以HOAc-NaOAc缓冲溶液为例，。醋酸是弱酸，离解度很小，主要以HOAc形式存在，醋酸钠是强电解质，在溶液中全部离解成Na+和OAc-，混合溶液中，存在着大量的HOAc和OAc 。这个溶液有一定的[H+]，具有一定的PH值。")
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在HOAc-NaOAc缓冲溶液中，存在着如下的化学平衡：
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在缓冲溶液中加入少量强酸（如HCL），PH值应减小,但是由于[H+]增加，抗酸成分即共轭碱OAc-与增加的H+结合成HOAc，破坏了HOAc原有的离解平衡，使平衡左移即向生成共轭 碱HOAc分子的方向移动，直至建立新的平衡。因为加入H+较少，溶液中OAc-浓度较大，所以加入的H+绝大部分转变成弱酸HOAc，因此溶液的PH值不发生明显的降低。
![在缓冲溶液中加入少量强酸（如HCL），PH值应减小,但是由于[H+]增加，抗酸成分即共轭碱OAc-与增加的H+结合成HOAc，破坏了HOAc原有的离解平衡，使平衡左移即向生成共轭 碱HOAc分子的方向移动，直至建立新的平衡。因为加入H+较少，溶液中OAc-浓度较大，所以加入的H+绝大部分转变成弱酸HOAc，因此溶液的PH值不发生明显的降低。](http://slidesplayer.com/slide/11200887/60/images/6/%E5%9C%A8%E7%BC%93%E5%86%B2%E6%BA%B6%E6%B6%B2%E4%B8%AD%E5%8A%A0%E5%85%A5%E5%B0%91%E9%87%8F%E5%BC%BA%E9%85%B8%EF%BC%88%E5%A6%82HCL%EF%BC%89%EF%BC%8CPH%E5%80%BC%E5%BA%94%E5%87%8F%E5%B0%8F%2C%E4%BD%86%E6%98%AF%E7%94%B1%E4%BA%8E%5BH%2B%5D%E5%A2%9E%E5%8A%A0%EF%BC%8C%E6%8A%97%E9%85%B8%E6%88%90%E5%88%86%E5%8D%B3%E5%85%B1%E8%BD%AD%E7%A2%B1OAc-%E4%B8%8E%E5%A2%9E%E5%8A%A0%E7%9A%84H%2B%E7%BB%93%E5%90%88%E6%88%90HOAc%EF%BC%8C%E7%A0%B4%E5%9D%8F%E4%BA%86HOAc%E5%8E%9F%E6%9C%89%E7%9A%84%E7%A6%BB%E8%A7%A3%E5%B9%B3%E8%A1%A1%EF%BC%8C%E4%BD%BF%E5%B9%B3%E8%A1%A1%E5%B7%A6%E7%A7%BB%E5%8D%B3%E5%90%91%E7%94%9F%E6%88%90%E5%85%B1%E8%BD%AD+%E7%A2%B1HOAc%E5%88%86%E5%AD%90%E7%9A%84%E6%96%B9%E5%90%91%E7%A7%BB%E5%8A%A8%EF%BC%8C%E7%9B%B4%E8%87%B3%E5%BB%BA%E7%AB%8B%E6%96%B0%E7%9A%84%E5%B9%B3%E8%A1%A1%E3%80%82%E5%9B%A0%E4%B8%BA%E5%8A%A0%E5%85%A5H%2B%E8%BE%83%E5%B0%91%EF%BC%8C%E6%BA%B6%E6%B6%B2%E4%B8%ADOAc-%E6%B5%93%E5%BA%A6%E8%BE%83%E5%A4%A7%EF%BC%8C%E6%89%80%E4%BB%A5%E5%8A%A0%E5%85%A5%E7%9A%84H%2B%E7%BB%9D%E5%A4%A7%E9%83%A8%E5%88%86%E8%BD%AC%E5%8F%98%E6%88%90%E5%BC%B1%E9%85%B8HOAc%EF%BC%8C%E5%9B%A0%E6%AD%A4%E6%BA%B6%E6%B6%B2%E7%9A%84PH%E5%80%BC%E4%B8%8D%E5%8F%91%E7%94%9F%E6%98%8E%E6%98%BE%E7%9A%84%E9%99%8D%E4%BD%8E%E3%80%82.jpg "在缓冲溶液中加入少量强酸（如HCL），PH值应减小,但是由于[H+]增加，抗酸成分即共轭碱OAc-与增加的H+结合成HOAc，破坏了HOAc原有的离解平衡，使平衡左移即向生成共轭 碱HOAc分子的方向移动，直至建立新的平衡。因为加入H+较少，溶液中OAc-浓度较大，所以加入的H+绝大部分转变成弱酸HOAc，因此溶液的PH值不发生明显的降低。")
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在缓冲溶液中加入少量强碱，在溶液稍加稀释时，多元酸的酸式盐及其对应的次级盐和弱碱及其对应盐的作用原理与前面讨论的相似
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PH=PKA+lgCb/Ca 二 缓冲溶液PH的计算 三、缓冲容量与缓冲范围 1 缓冲容量 缓冲能力的强弱，可用 缓冲容量β表示能发挥
1 缓冲容量 缓冲能力的强弱，可用 缓冲容量β表示能发挥 缓冲作用的范围即缓冲 范围 四
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2 、缓冲溶液 的配制 (1)适当的缓冲对(2)缓冲对 中作为共轭酸碱的PKa， 应尽量接近于配制溶液的
PH值。(3)要有一定的总浓 度 (通常在 mol·L－1之间）使所配成溶液具有足够的缓冲容量,并采用适当的缓冲比使溶液的pH恰好等于所需要的PH值。
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五、缓冲溶液在医学上的 应用 人体内各种体液的PH值具有十分重要的意义。它们均控制在一狭小范围内。因为只有在这范围内，机体的各种功能活动才 能正常进行。离开正常范围的少许变化尚能允许，但如变化太大，都可能引起体内许多功能失调。
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在体内差不多每项代谢的结果都有酸产生，如有机食物被完全氧化而产生碳酸，嘌呤被氧化而产生尿酸，碳水化合物的厌氧分解而产生乳酸以及因氧化作用不完全而导致乙酰乙酸和в-羟基丁酸的生成等。体内代谢也生成磷酸和硫酸。代谢过程也可以产生NaHCO3。这些代谢产生的酸或碱进入血液并没有引起PH值发生明显的变化，这说明血液具有足够的缓冲作用。也说明体内有着有效的生理作用支配着体内能及时地得到缓冲物的不断补充。
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正常人血浆的PH值（7.4—7.5）相当恒定，具有缓冲作用，血液中存在下列缓冲对（HA表示有机酸）：
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在这些缓冲系中，碳酸氢盐缓冲系（HCO-3/H2CO3）在血液中浓度很高，对维持血液正常PH值的作用很重要。其次红细胞中的血红蛋白和氧合血红蛋白缓冲系也很重要。这些缓冲系中的共轭酸（如H2CO3）起抗碱作用，共轭碱（如HCO-3）起抗酸作用，使PH值保持正常。 由于H2CO3-NaHCO3（或CO2-HCO-3）缓冲系在血浆中存在如下平衡：
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当人体内各组织和细胞在代谢中产生的酸进入血液时，血液中CO2-HCO-3缓冲系的共轭碱HCO-3就和H+反应，并转变为其共轭酸H2CO3及CO2，即上述H2CO3离解平衡向左移动。因碳酸仅轻度离解，所以，等于把加入的H+从溶液中有效地除去，维持PH基本不变。而溶解的CO2转变为气相CO2从肺部呼出。如果代谢产生的碱进入血液，则上述血液中的离解平衡向右移动，从而抑制PH值的升高。而血液中升高的[HCO-3]可通过肾脏功能的调节使其浓度降低。
![当人体内各组织和细胞在代谢中产生的酸进入血液时，血液中CO2-HCO-3缓冲系的共轭碱HCO-3就和H+反应，并转变为其共轭酸H2CO3及CO2，即上述H2CO3离解平衡向左移动。因碳酸仅轻度离解，所以，等于把加入的H+从溶液中有效地除去，维持PH基本不变。而溶解的CO2转变为气相CO2从肺部呼出。如果代谢产生的碱进入血液，则上述血液中的离解平衡向右移动，从而抑制PH值的升高。而血液中升高的[HCO-3]可通过肾脏功能的调节使其浓度降低。](http://slidesplayer.com/slide/11200887/60/images/15/%E5%BD%93%E4%BA%BA%E4%BD%93%E5%86%85%E5%90%84%E7%BB%84%E7%BB%87%E5%92%8C%E7%BB%86%E8%83%9E%E5%9C%A8%E4%BB%A3%E8%B0%A2%E4%B8%AD%E4%BA%A7%E7%94%9F%E7%9A%84%E9%85%B8%E8%BF%9B%E5%85%A5%E8%A1%80%E6%B6%B2%E6%97%B6%EF%BC%8C%E8%A1%80%E6%B6%B2%E4%B8%ADCO2-HCO-3%E7%BC%93%E5%86%B2%E7%B3%BB%E7%9A%84%E5%85%B1%E8%BD%AD%E7%A2%B1HCO-3%E5%B0%B1%E5%92%8CH%2B%E5%8F%8D%E5%BA%94%EF%BC%8C%E5%B9%B6%E8%BD%AC%E5%8F%98%E4%B8%BA%E5%85%B6%E5%85%B1%E8%BD%AD%E9%85%B8H2CO3%E5%8F%8ACO2%EF%BC%8C%E5%8D%B3%E4%B8%8A%E8%BF%B0H2CO3%E7%A6%BB%E8%A7%A3%E5%B9%B3%E8%A1%A1%E5%90%91%E5%B7%A6%E7%A7%BB%E5%8A%A8%E3%80%82%E5%9B%A0%E7%A2%B3%E9%85%B8%E4%BB%85%E8%BD%BB%E5%BA%A6%E7%A6%BB%E8%A7%A3%EF%BC%8C%E6%89%80%E4%BB%A5%EF%BC%8C%E7%AD%89%E4%BA%8E%E6%8A%8A%E5%8A%A0%E5%85%A5%E7%9A%84H%2B%E4%BB%8E%E6%BA%B6%E6%B6%B2%E4%B8%AD%E6%9C%89%E6%95%88%E5%9C%B0%E9%99%A4%E5%8E%BB%EF%BC%8C%E7%BB%B4%E6%8C%81PH%E5%9F%BA%E6%9C%AC%E4%B8%8D%E5%8F%98%E3%80%82%E8%80%8C%E6%BA%B6%E8%A7%A3%E7%9A%84CO2%E8%BD%AC%E5%8F%98%E4%B8%BA%E6%B0%94%E7%9B%B8CO2%E4%BB%8E%E8%82%BA%E9%83%A8%E5%91%BC%E5%87%BA%E3%80%82%E5%A6%82%E6%9E%9C%E4%BB%A3%E8%B0%A2%E4%BA%A7%E7%94%9F%E7%9A%84%E7%A2%B1%E8%BF%9B%E5%85%A5%E8%A1%80%E6%B6%B2%EF%BC%8C%E5%88%99%E4%B8%8A%E8%BF%B0%E8%A1%80%E6%B6%B2%E4%B8%AD%E7%9A%84%E7%A6%BB%E8%A7%A3%E5%B9%B3%E8%A1%A1%E5%90%91%E5%8F%B3%E7%A7%BB%E5%8A%A8%EF%BC%8C%E4%BB%8E%E8%80%8C%E6%8A%91%E5%88%B6PH%E5%80%BC%E7%9A%84%E5%8D%87%E9%AB%98%E3%80%82%E8%80%8C%E8%A1%80%E6%B6%B2%E4%B8%AD%E5%8D%87%E9%AB%98%E7%9A%84%5BHCO-3%5D%E5%8F%AF%E9%80%9A%E8%BF%87%E8%82%BE%E8%84%8F%E5%8A%9F%E8%83%BD%E7%9A%84%E8%B0%83%E8%8A%82%E4%BD%BF%E5%85%B6%E6%B5%93%E5%BA%A6%E9%99%8D%E4%BD%8E%E3%80%82.jpg "当人体内各组织和细胞在代谢中产生的酸进入血液时，血液中CO2-HCO-3缓冲系的共轭碱HCO-3就和H+反应，并转变为其共轭酸H2CO3及CO2，即上述H2CO3离解平衡向左移动。因碳酸仅轻度离解，所以，等于把加入的H+从溶液中有效地除去，维持PH基本不变。而溶解的CO2转变为气相CO2从肺部呼出。如果代谢产生的碱进入血液，则上述血液中的离解平衡向右移动，从而抑制PH值的升高。而血液中升高的[HCO-3]可通过肾脏功能的调节使其浓度降低。")
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血液中其他缓冲系的抗酸抗碱作用和CO2-HCO3-缓冲作用的原理相似
血液中的CO2NaHCO3-可以通过以上肺部的呼吸作用，以及肾脏的（Na2HPO4 NaH2PO4_）酸碱调节作用达到平衡。 食物也可以调节酸碱，摄入含蛋白少 的植物性食品，如水果，蔬菜，因为它 们含有钾钠大量碱元素，摄入含蛋白多的动物性食品，如肉蛋类，因为它们含磷硫氯大量酸性元素,适当选择和搭配食物种类有助于酸碱平衡
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