导图社区 酸碱平衡及沉淀溶解平衡
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酸碱平衡及沉淀溶解平衡
酸碱平衡
酸碱理论
弱酸弱碱解离平衡
缓冲溶液
缓冲溶液及缓冲原理
缓冲溶液:能抵抗外加少量强酸强碱或稍加稀释而保持溶液ph基本不变的溶液
缓冲作用:缓冲溶液对外加少量强酸、强碱及稀释的抵抗作用
常见缓冲体系
高浓度强酸强碱
高浓度两性物质
如:邻苯二甲酸氢钾
高浓度弱酸弱碱、共轭酸碱对
缓冲溶液组成
以HAc和NaAc组成的混合溶液为例:HAc是抗碱成分(酸储);NaAc是抗酸成分(碱储);必须互为共轭酸碱对
NaAc同离子效应抑制了HAc的解离,所以溶液中有大量HAc和Ac离子,加酸后Ac离子与其结合,加碱HAc与其结合;从而使溶液中氢离子浓度基本不变
共轭酸抗碱;共轭碱抗酸
特殊情况
过量弱酸与强碱,先生成共轭碱,再组成缓冲溶液
硼砂缓冲溶液:Na2B4O7.10H2O,在水中溶解,生成等摩尔B(OH)3和[B(OH)4]-,他们彼此为共轭酸碱对
ph计算
亨德森方程
pOH:Ka变成Kb,加变成减
缓冲容量
使单位体积缓冲溶液ph改变一个单位时,所需外加一元强酸或一元弱碱的物质的量
定量表达缓冲溶液缓冲能力,数值越大缓冲能力越强
相对值取决于共轭酸碱的比值;绝对值取决于缓冲溶液总浓度
对于给定缓冲对,缓冲比越接近1,容量越大
βmax=0.576ctotal
缓冲范围
缓冲范围指能够起作用的ph区间
ph=pKa±1(弱酸)
两性物质溶液至少存在两个缓冲对,只有各缓冲对缓冲范围有交叉,该两性物质才有缓冲能力(Ka1和Ka2比值在十的三次方以内)
缓冲溶液的配置
选择合适缓冲系
除参与和氢离子或氢氧根有关的反应外,不能与反应体系中其他物质发生反应
所选缓冲体系pKa尽量接近所需的ph
确定缓冲溶液的总浓度
总浓度要确定在0.05~0.2mol/L范围内为宜,为了便于计算,有时候选择总浓度为0.1mol/L
太高:离子浓度过高;渗透压不符合要求;浪费 太低:缓冲容量过小
计算所需共轭酸碱的量,再配置成溶液
人体内的缓冲体系
红细胞
血红蛋白缓冲系(H2b-KHb) 氧和血红蛋白缓冲体系(H2bO2-KHbO2)
细胞代谢产生CO2时,CO2和Hb-结合形成H2b和HCO3- 经血液运输到肺部,HCO3-和H2bO2结合形成HbO2-和CO2
血浆
碳酸-碳酸氢盐缓冲系(H2CO3-NaHCO3) 碳酸氢盐缓冲系(NaH2PO4-NaHPO4) 血浆蛋白缓冲系(HPr-NaPr)
血浆中,碳酸氢根浓度比碳酸浓度远大于10/1,远远超出有效的缓冲范围,但仍能够起缓冲作用,因为人体代谢产生的主要是酸性物质,缓冲作用主要靠抗酸成分——碳酸氢根;碳酸氢根消耗后可由肾脏补充(人体是开放体系)
沉淀溶解平衡