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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

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1 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。

2 一、血液中的缓冲系 血液中的缓冲对主要有: 血浆: 细胞:

3 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。

4 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。

5   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:

6 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。

7 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。

8 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。

9 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

10 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。

11 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。

12 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。

13 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。

14 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。

15 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 。

16 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。

17   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:

18   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。

19  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。

20 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。

21 (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。

22 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。


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