第4章緩沖溶液

1、第四章第四章 緩沖溶液緩沖溶液第五節(jié)第五節(jié) 血液中的緩沖系血液中的緩沖系 第一節(jié)第一節(jié) 緩沖溶液及緩沖緩沖溶液及緩沖作用原理作用原理第二節(jié)第二節(jié) 緩沖溶液緩沖溶液pH值的計(jì)算值的計(jì)算第三節(jié)第三節(jié) 緩沖容量緩沖容量和緩沖范圍和緩沖范圍第四節(jié)第四節(jié) 緩沖溶液的配制緩沖溶液的配制第一節(jié)第一節(jié) 緩沖溶液及緩沖作用原理緩沖溶液及緩沖作用原理一、緩沖溶液的緩沖作用及組成一、緩沖溶液的緩沖作用及組成1. 舉例舉例溶液溶液H H2 2O ONaClNaClNaHNaH2 2POPO4 4- Na- Na2 2HPOHPO4 4pHpH7.07.07.07.07.07.0指示劑指示劑溴麝香草酚藍(lán)溴麝香草酚藍(lán)顏色

2、顏色綠綠綠綠綠綠加加酸酸黃黃黃黃綠綠加加堿堿藍(lán)藍(lán)藍(lán)藍(lán)綠綠2定義定義： 把能夠抵抗外來少量強(qiáng)酸、強(qiáng)堿或把能夠抵抗外來少量強(qiáng)酸、強(qiáng)堿或稍加稀釋而保持稍加稀釋而保持pHpH值基本不變的溶液稱值基本不變的溶液稱為為緩沖溶液緩沖溶液。 把溶液能夠抵抗外來少量強(qiáng)酸、強(qiáng)把溶液能夠抵抗外來少量強(qiáng)酸、強(qiáng)堿或稀釋而保持堿或稀釋而保持pHpH值基本不變的作用稱值基本不變的作用稱為為緩沖作用緩沖作用。3. 緩沖溶液的組成緩沖溶液的組成把組成緩沖溶液的共軛酸堿對(duì)稱為緩沖對(duì)（系）。把組成緩沖溶液的共軛酸堿對(duì)稱為緩沖對(duì)（系）。經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不僅由經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不僅由NaH2PO4-Na2HPO4組成的溶液組成的溶液具有緩沖作用

3、，而且由具有緩沖作用，而且由HAc-NaAc、NH4Cl-NH3、 NaH2PO4-Na2HPO4等組成的溶液同樣具有緩沖作用等組成的溶液同樣具有緩沖作用 抗酸成分抗酸成分 共軛堿共軛堿(足量足量)1組成組成 抗堿成分抗堿成分 共軛酸共軛酸(足量足量)2緩沖對(duì)（系）：緩沖對(duì)（系）：典型緩沖溶液的三種類型典型緩沖溶液的三種類型 1 1 弱酸及其共軛堿弱酸及其共軛堿： 如： HAcNaAc; H2CO3NaHCO3; C6H4(COOH)2C6H4(COOH)COOK 2 2 弱堿及其共軛酸：弱堿及其共軛酸： 如如： NH3NH4Cl； CH3NH2CH3NH3+Cl- 3 3 多元酸堿的共軛酸堿

4、對(duì)：多元酸堿的共軛酸堿對(duì)： 如如：NaHCO3Na2CO3；NaH2PO4Na2HPO4常見的緩沖對(duì)（系）如下表常見的緩沖對(duì)（系）如下表共軛酸（共軛酸（HB）共軛堿（共軛堿（B）HAcAc-H3PO4H2PO4-H2PO4-HPO42-HPO42-PO43-H2CO3HCO3-HCO3-CO32-TrisHClTrisNH4NH3二、緩沖作用原理二、緩沖作用原理以以HAcHAc NaAcNaAc緩沖溶液為例說明：緩沖溶液為例說明： （足量）（足量） HAcHAc + H + H2 2O O H H3 3O O + Ac+ Ac- -（足量）（足量）主要由主要由NaAc解離解離產(chǎn)生產(chǎn)生（1 1）

5、當(dāng)加入少量強(qiáng)酸時(shí)，溶液中的）當(dāng)加入少量強(qiáng)酸時(shí)，溶液中的AcAc- -就接受就接受H H3 3O O質(zhì)子，平衡向著生成質(zhì)子，平衡向著生成HAcHAc分子的方向移動(dòng)，分子的方向移動(dòng)，AcAc- -是抗酸成分是抗酸成分- -共軛堿共軛堿。（2）當(dāng)加入少量強(qiáng)堿時(shí)，溶液中的當(dāng)加入少量強(qiáng)堿時(shí)，溶液中的H H3 3O O與與OHOH- -結(jié)結(jié)合生成水，合生成水，平衡向著平衡向著HAcHAc分子的解離方向移動(dòng)，分子的解離方向移動(dòng)，HAcHAc是抗堿成分是抗堿成分- -共軛酸。共軛酸。 HAc(足量足量) H+ Ac-外加外加HClHCl( (少量少量) ) H+ （1 1）. . 抗酸原理抗酸原理(足量足量)

6、NaAcNa+AcAc- -是抗酸成分是抗酸成分（anti-acid component）HAc(足量足量) H+ Ac- 外加外加NaOHNaOH ( (少量少量) ) OH-+H2O（2 2）. . 抗堿原理抗堿原理NaAcNa+(足量足量)HAc是抗堿成分是抗堿成分（anti-base component） 實(shí)質(zhì)上是溶液中的共軛酸堿對(duì)，在實(shí)質(zhì)上是溶液中的共軛酸堿對(duì)，在外來少量強(qiáng)酸或強(qiáng)堿的加入后，通過自身外來少量強(qiáng)酸或強(qiáng)堿的加入后，通過自身的質(zhì)子轉(zhuǎn)移平衡的移動(dòng)，來調(diào)節(jié)溶液的的質(zhì)子轉(zhuǎn)移平衡的移動(dòng)，來調(diào)節(jié)溶液的H H3 3O O離子濃度，使其不發(fā)生顯著的變化，從而離子濃度，使其不發(fā)生顯著的變化

7、，從而起到保持溶液起到保持溶液pHpH值幾乎不變的作用。值幾乎不變的作用。 緩沖溶液的緩沖作用緩沖溶液的緩沖作用第二節(jié)第二節(jié) 緩沖溶液的緩沖溶液的pH值值一、緩沖溶液一、緩沖溶液pHpH值的計(jì)算公式值的計(jì)算公式HB+H2O H3O+ + B- NaB Na+ + B-3BHBKaOH3HBBOHKalglg共軛酸共軛堿pKaHBBpKapH(4-1)HBBHBBHBBnnVnVnCC共軛酸共軛堿若緩沖溶液的總體積為若緩沖溶液的總體積為V，共軛堿（，共軛堿（B-）的物質(zhì)）的物質(zhì)的量為的量為nB-，共軛酸（，共軛酸（HB）的物質(zhì)的量為）的物質(zhì)的量為nHB ，則則上式稱為亨德森上式稱為亨德森-哈塞爾

8、巴赫方程式哈塞爾巴赫方程式 B-=c(NaB)+c(HB)HB=c(HB)-c(HB)HBBnnpKapHlg緩沖公式又可表示為(4-2)lglg共軛酸共軛堿pKaHBBpKapH(4-1)問：?jiǎn)枺喝缡褂孟嗤瑵舛鹊娜跛峒捌涔曹棄A來配如使用相同濃度的弱酸及其共軛堿來配制緩沖溶液，制緩沖溶液，上式又可怎樣表示？上式又可怎樣表示？緩沖比：緩沖公式中共軛堿與共軛酸濃度的比值。緩沖比：緩沖公式中共軛堿與共軛酸濃度的比值。)()()()()()(lglgHBBHBHBBBVVpKaVCVCpKapHC總總=CHB+C B-總濃度：總濃度：HBBCC共軛酸共軛堿(4-3)二、影響二、影響pH值的因素值的因素

9、例題例題1、2 、3pKa ：緩沖溶液的緩沖溶液的pH值主要取決于緩沖系中值主要取決于緩沖系中弱酸的弱酸的Ka ， Ka與溫度有關(guān)。與溫度有關(guān)。 緩沖比：同一緩沖系的緩沖溶液，緩沖比：同一緩沖系的緩沖溶液， pKa一定，一定，其其pH隨著緩沖比的改變而改變。當(dāng)緩沖比隨著緩沖比的改變而改變。當(dāng)緩沖比=1時(shí)，時(shí)， pH= pKa緩沖溶液加水稀釋時(shí)，緩沖比不變，緩沖溶液加水稀釋時(shí)，緩沖比不變，pH不變，不變，所以緩沖溶液具有抗稀釋性。所以緩沖溶液具有抗稀釋性。 【例題例題1】 現(xiàn)有現(xiàn)有1L含含0.020mol HAc 0.050mol NaAc的緩沖溶液，試問：的緩沖溶液，試問：（1）該溶液的）該溶

10、液的pH值是多少？值是多少？（2）加入）加入0.0050mol HCl或或0.0050mol NaOH后，后，溶液的溶液的pH值是多少？值是多少？（3）加入）加入100ml水后，溶液的水后，溶液的pH值是多少？值是多少？ （已知（已知HAc pKa=4.75） 解：（解：（1 1）緩沖溶液的）緩沖溶液的pHpH值：由于值：由于1L1L溶液含溶液含0.020mol 0.020mol HAcHAc 和和0.050mol 0.050mol NaAcNaAc，所以緩沖，所以緩沖溶液中溶液中 HAcHAc 和和 NaAcNaAc 分別為分別為 HAcHAc=0.020mol=0.020molL L-1

11、-1 NaAcNaAc=0.050mol=0.050molL L-1-1代入緩沖公式得代入緩沖公式得 020. 0050. 0lg75. 4pH=4.75 + 0.40=4.75 + 0.40= 5.15= 5.15加入加入HClHCl后，外加的后，外加的H H3 3O O與溶液中的與溶液中的AcAc- -結(jié)合生成結(jié)合生成HAcHAc，HAcHAc的量增多，同時(shí)的量增多，同時(shí)AcAc- -的量減少，所以的量減少，所以 HAcHAc=（0.020+0.00500.020+0.0050）/ 1.0 = 0.025/ 1.0 = 0.025（molmolL L-1-1） NaAcNaAc=（0.05

12、0-0.00500.050-0.0050）/ 1.0 = 0.045/ 1.0 = 0.045（molmolL L-1-1）代入式得代入式得01. 526. 075. 4025. 0045. 0lg75. 4pH（2 2）加入）加入0.0050.005molHClmolHCl后緩沖溶液的后緩沖溶液的pHpH值：值：緩沖溶液的緩沖溶液的pHpH值由原來的值由原來的5.155.15降至降至5.015.01加入加入NaOHNaOH后，溶液中后，溶液中AcAc- -的量增多，的量增多，HAcHAc的量減少，所以的量減少，所以 HAcHAc =(0.020-0.0050)/1.0=0.015(mol =

13、(0.020-0.0050)/1.0=0.015(molL L-1-1) ) NaAcNaAc=(0.050+0.0050)/1.0=0.055(mol=(0.050+0.0050)/1.0=0.055(molL L-1-1) )代入式得代入式得31. 556. 075. 4015. 0055. 0lg75. 4pH加入加入NaOHNaOH后緩沖溶液的后緩沖溶液的pHpH值：值：即緩沖溶液的即緩沖溶液的pHpH值由原來的值由原來的5.155.15升至升至5.315.31 由此得出：由此得出：緩沖溶液具有抗酸性、抗堿性和抗稀釋性緩沖溶液具有抗酸性、抗堿性和抗稀釋性. .。5.150.404.75

14、018. 0045. 0lg 4.75 pH（3 3）加入）加入100ml100ml水后，溶液的水后，溶液的pHpH值值: :018. 011001000020. 0HAc = (molL-1)045. 011001000050. 0NaAc= (molL-1)代入代入緩沖公緩沖公式得式得【例題例題2 2】 在在0.10mol0.10molL L-1-1NaHNaH2 2POPO4 4溶液溶液300ml300ml中中加入加入0.10 mol0.10 molL L-1-1NaOHNaOH溶液溶液200ml200ml和和400ml400ml，求混合溶液的求混合溶液的pHpH值。值。查表知查表知H2

15、PO4-的的pKa2=7.20，H2PO4- - HPO42-解：（解：（1 1）在）在NaHNaH2 2POPO4 4溶液中加入溶液中加入200ml0.10 200ml0.10 molmolL L-1-1NaOHNaOH溶液后有如下反應(yīng)，溶液后有如下反應(yīng)， 此混合溶液的緩沖系為：此混合溶液的緩沖系為：過量H2PO4- + OH- HPO42- + H2O 代入公式得代入公式得50. 730. 020. 701. 002. 0lg 7.20 pH)(01. 020010. 030010. 0-42POHmoln 0.02(mol)2000.10n24HPO反應(yīng)后反應(yīng)后即此時(shí)混合溶液的即此時(shí)混合

16、溶液的pHpH值為值為7.507.50。 （2）在）在300mlNaH2PO4溶液中加入溶液中加入400ml0.10 molL-1 NaOH溶液后有如下反應(yīng)溶液后有如下反應(yīng)H2PO4- + OH- HPO42- + H2OHPO42- + OH- PO43- + H2O過量此混合溶液的緩沖系為：此混合溶液的緩沖系為： HPO42- - PO43-查表知查表知HPO42-的的pKa3 = 12.66，最終代入代入公公式得式得12.360.30-12.6602. 001. 0lg12.66 pH 0.01(mol)=1000.10=-34POn反應(yīng)后：反應(yīng)后：0.02(mol)1000.10 -

17、3000.10-24HPOn此時(shí)混合溶液的此時(shí)混合溶液的pHpH值為值為12.3612.36。【例題例題3 3】在在400ml 0.10 mol400ml 0.10 molL L-1-1NHNH3 3 H H2 2O O溶液溶液中加入中加入100ml 0.10mol100ml 0.10molL L-1-1HClHCl溶液，求混合溶溶液，求混合溶液的液的pHpH值。（已知值。（已知NHNH3 3的的pKpKb b=4.75=4.75）mmol 10.01000.10nClNH4HCl + NH3H2O NH4Cl + H2O 解：混合后反應(yīng)如下解：混合后反應(yīng)如下反應(yīng)后反應(yīng)后氨水過量并有剩余mmo

18、l 30.01000.10-4000.10nONH23HpKapKa=14.00-pK=14.00-pKb b=14.00-4.75=9.25=14.00-4.75=9.259.730.489.250 .100 .30lg9.25pH 【例題例題4】欲配制欲配制pH值為值為6.90的磷酸鹽緩沖溶液的磷酸鹽緩沖溶液100ml,問需要濃度均為問需要濃度均為0.15 molL-1 NaH2PO4和和NaOH溶液各多少毫升？溶液各多少毫升？ （25 H3PO4 pKa1 = 2.12 pKa2 = 7.20 pKa3 = 12.36 ） )(2100)(lg4242PONaHXHPONaXpKapHX

19、X2100lg解：設(shè)需解：設(shè)需NaOH溶液溶液 Xml , 則則NaH2PO4 溶液為溶液為（100X）ml 當(dāng)當(dāng)Xml NaOH加入到加入到NaH2PO4溶液溶液后，后，NaH2PO4消耗消耗Xml 并生成并生成Xml Na2HPO4。 NaH2PO4 + NaOH = Na2HPO4 + H2O 6.90=7.20+X=25(ml)100X=75(ml)XX2100lg= -0.30=0.50XX2100 第三節(jié)第三節(jié) 緩沖容量和緩沖范圍緩沖容量和緩沖范圍 常用常用來定量表示，用公式表示如下：來定量表示，用公式表示如下： 一緩沖容量的概念一緩沖容量的概念緩沖容量是衡量緩沖溶液緩沖能力大小的

20、尺度，緩沖容量是衡量緩沖溶液緩沖能力大小的尺度，在數(shù)值上等于使單位體積緩沖溶液的在數(shù)值上等于使單位體積緩沖溶液的pH值改變值改變1個(gè)單位時(shí)，所需加入的一元強(qiáng)酸或一元強(qiáng)堿的個(gè)單位時(shí)，所需加入的一元強(qiáng)酸或一元強(qiáng)堿的物質(zhì)的量物質(zhì)的量(mol)。一般一般越大，緩沖溶液緩沖能力越強(qiáng)；越大，緩沖溶液緩沖能力越強(qiáng)；越小，越小，緩沖能力越弱緩沖能力越弱|pHVnb(4-4)二影響緩沖容量大小的因素二影響緩沖容量大小的因素1.緩沖比：當(dāng)總濃度一定時(shí)，緩沖比愈接近緩沖比：當(dāng)總濃度一定時(shí)，緩沖比愈接近1，緩沖容量愈大；緩沖比緩沖容量愈大；緩沖比=1(即即pH=pKa)時(shí)，緩沖時(shí)，緩沖容量最大。緩沖比愈遠(yuǎn)離容量最大。

21、緩沖比愈遠(yuǎn)離1，緩沖容量愈小。，緩沖容量愈小。2.總濃度：同一緩沖系的緩沖溶液，緩沖比一總濃度：同一緩沖系的緩沖溶液，緩沖比一定時(shí)，總濃度愈大，其緩沖容量愈大。定時(shí)，總濃度愈大，其緩沖容量愈大。C總總=CHB+C B-緩沖容量與緩沖溶液的總濃度緩沖容量與緩沖溶液的總濃度C總總及及C B- 、CHB的關(guān)系的關(guān)系 當(dāng)緩沖比為當(dāng)緩沖比為1：1時(shí)，時(shí)，最大，最大，且且，則則總C21 CC-BHB總CCCdpHVdbBHB303. 2(4-5)總總總總極大CCCC576. 022303. 2(4-6)【例題例題5 5】 求總濃度為求總濃度為0.1000.100molmolL L-1-1HAc-HAc-N

22、aAcNaAc緩沖溶液的緩沖容量極大值；已知緩沖溶液的緩沖容量極大值；已知HAcHAc的的pKapKa= 4.75= 4.75，求總濃度為求總濃度為0.1000.100molmolL L-1-1 pH=4.45pH=4.45的的HAc-NaAcHAc-NaAc緩沖溶液的緩沖容量。緩沖溶液的緩沖容量。 解：解： 當(dāng)緩沖比為當(dāng)緩沖比為1：1，即，即CAc-：CHAc =1時(shí)，時(shí)，緩沖容量達(dá)極大值。已知緩沖容量達(dá)極大值。已知c總總=0.100 molL-1，代代入公式得入公式得極大極大=0.576c總總 =0.5760.100=0.0576（molL-1pH-1） 根據(jù)緩沖公式根據(jù)緩沖公式-0.30

23、4.75-4.45lgHAcAcCCHAcAcCClg75. 445. 450. 0HAcAcCC故得故得 CHAc=0.067 molL-1 CAc-= 0.033 molL-110.0033.0067.0303.2)L0.052(mol 11-pH因因 CHAc+ CAc-=0.100 molL-1代入式（代入式（3-7）得）得 緩沖比在緩沖比在 具有有效緩沖作用具有有效緩沖作用 101110三三 緩沖范圍緩沖范圍pH = pH = pKapKa 1 1把緩沖溶液具有有效緩沖作用的把緩沖溶液具有有效緩沖作用的pHpH值范圍稱為值范圍稱為緩沖范圍緩沖范圍。 pKapKa + 1 + 1 pK

24、apKa -1 -1緩沖系緩沖系pKapKa緩沖范圍緩沖范圍HCl-KClHCl-KCl1.01.02.22.2H H2 2C C8 8H H4 4O O4 4- - NaOHNaOH2.952.952.2 2.2 4.0 4.0KHCKHC8 8H H4 4O O4 4- - NaOHNaOH5.415.414.0 4.0 5.85.8HAc-NaAcHAc-NaAc4.744.743.7 3.7 5.65.6KHKH2 2POPO4 4- NaHPO- NaHPO4 47.207.205.8 5.8 8.08.0H H3 3BOBO3 3- - NaOHNaOH9.149.148.0 8.

25、0 10.010.0NaHCONaHCO3 3- Na- Na2 2COCO3 310.2510.259.2 9.2 11.011.0常用緩沖系的緩沖范圍常用緩沖系的緩沖范圍第四節(jié)第四節(jié) 緩沖溶液的配制緩沖溶液的配制一、緩沖溶液的配制方法一、緩沖溶液的配制方法盡量使緩沖系弱酸的盡量使緩沖系弱酸的pKa與所配制溶液的與所配制溶液的pH值值接近，至少使要求的接近，至少使要求的pH值在所選緩沖系的緩沖值在所選緩沖系的緩沖范圍（范圍（pKa1）之內(nèi)。）之內(nèi)。1.選擇合適的緩沖系選擇合適的緩沖系所選緩沖系在混合后不會(huì)產(chǎn)生副反應(yīng)或沉淀；所選緩沖系在混合后不會(huì)產(chǎn)生副反應(yīng)或沉淀；對(duì)于醫(yī)用緩沖溶液，還要考慮緩沖

26、系是否有毒，對(duì)于醫(yī)用緩沖溶液，還要考慮緩沖系是否有毒，是否與主藥發(fā)生配伍禁忌，緩沖系在加溫滅菌時(shí)和是否與主藥發(fā)生配伍禁忌，緩沖系在加溫滅菌時(shí)和貯藏期內(nèi)是否穩(wěn)定等；貯藏期內(nèi)是否穩(wěn)定等； 為使溶液具有足夠的抗酸、抗堿成分和較大的緩沖為使溶液具有足夠的抗酸、抗堿成分和較大的緩沖容量，總濃度一般在容量，總濃度一般在0.0500.20 molL-1 為宜，若為宜，若濃度太高，會(huì)因離子強(qiáng)度過大或滲透壓過高而不切濃度太高，會(huì)因離子強(qiáng)度過大或滲透壓過高而不切實(shí)際，實(shí)際，總濃度太低，緩沖容量過小總濃度太低，緩沖容量過小。選擇好緩沖系及其總濃度后，可根據(jù)選擇好緩沖系及其總濃度后，可根據(jù)Henderson Hass

27、elbach方程式計(jì)算所需弱酸及其共軛堿的量。方程式計(jì)算所需弱酸及其共軛堿的量。2.要有適當(dāng)?shù)目倽舛纫羞m當(dāng)?shù)目倽舛?.計(jì)算計(jì)算：假設(shè)配制緩沖溶液時(shí)用的弱酸的濃度為假設(shè)配制緩沖溶液時(shí)用的弱酸的濃度為C CHBHB與其與其共軛堿的濃度共軛堿的濃度C CB B相等，則相等，則HBBHBHBBBHBBVVVCVCnnHBBVVpKapHlg(4-3)【例題例題5 5】 如何配制如何配制100ml pH100ml pH值為值為4.954.95，總濃總濃度為度為0.20 mol0.20 molL L-1-1的緩沖溶液。的緩沖溶液。AcAcVV100lg75. 495. 4解：選擇解：選擇HAcHAcNa

28、AcNaAc緩沖系，因?yàn)榫彌_系，因?yàn)镠AcHAc的的pKapKa=4.75,=4.75,與所需配制溶液與所需配制溶液pH=4.95pH=4.95接近。若接近。若總濃度設(shè)為總濃度設(shè)為0.20 mol0.20 molL L-1-1，則，則 C CHAcHAc= = C CNaAcNaAc=0.20 mol=0.20 molL L-1-120. 0100lgAcAcVV58. 1100AcAcVVmlVAc2 .61.mlVHAc8 .384.校正校正 用酸度計(jì)或精密用酸度計(jì)或精密pH試紙?jiān)嚰?另外，還可用其它方法配制（自學(xué)），利用經(jīng)另外，還可用其它方法配制（自學(xué)），利用經(jīng)驗(yàn)配方配制或根據(jù)有關(guān)化學(xué)手

29、冊(cè)配制。驗(yàn)配方配制或根據(jù)有關(guān)化學(xué)手冊(cè)配制。 量出兩種溶液所需體積，然后均勻混合，量出兩種溶液所需體積，然后均勻混合，得到所需的緩沖溶液。得到所需的緩沖溶液。第五節(jié)第五節(jié) 血液中的血液中的緩沖系緩沖系 一一.緩沖溶液無論在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)或臨床醫(yī)學(xué)上，緩沖溶液無論在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)或臨床醫(yī)學(xué)上，應(yīng)用都十分廣泛。例如微生物培養(yǎng)、細(xì)菌染應(yīng)用都十分廣泛。例如微生物培養(yǎng)、細(xì)菌染色、組織切片、臨床化驗(yàn)、血液貯存、蛋白色、組織切片、臨床化驗(yàn)、血液貯存、蛋白質(zhì)分離提純、以及核酸和遺傳基因的研究等，質(zhì)分離提純、以及核酸和遺傳基因的研究等，都需要一定都需要一定pH值的緩沖溶液。值的緩沖溶液。 二二. .在生物體內(nèi)，以酶為催化劑的

30、各種生物化學(xué)變化，在生物體內(nèi)，以酶為催化劑的各種生物化學(xué)變化，只能在適合的只能在適合的pHpH值下進(jìn)行。因此體內(nèi)各種體液都須值下進(jìn)行。因此體內(nèi)各種體液都須恒定在一定恒定在一定pHpH值范圍內(nèi)，物質(zhì)代謝反應(yīng)才能正常進(jìn)值范圍內(nèi)，物質(zhì)代謝反應(yīng)才能正常進(jìn)行。而血液的行。而血液的pHpH值能夠恒定在值能夠恒定在7.407.400.050.05這一狹小這一狹小范圍內(nèi)，這是由于血液中多種緩沖系的緩沖作用和范圍內(nèi)，這是由于血液中多種緩沖系的緩沖作用和肺、腎的調(diào)節(jié)作用的結(jié)果。肺、腎的調(diào)節(jié)作用的結(jié)果。三三. . 藥物配制藥物配制 紅細(xì)胞中存在的緩沖系有：紅細(xì)胞中存在的緩沖系有：H2CO3HCO3-、H2PO4-H

31、PO42-、H2bHb- (血紅蛋白血紅蛋白)和和H2bO2HbO2- (氧合血紅蛋白氧合血紅蛋白)等。其中以等。其中以H2bHb-和和H2bO2HHbO2-緩沖系最重要。緩沖系最重要。四四.血液中存在多種緩沖系血液中存在多種緩沖系如血漿中存在的緩沖系有：如血漿中存在的緩沖系有：CO2(溶解溶解)NaHCO3、NaH2PO4Na2HPO4、HPrNaPr (Pr代表蛋白質(zhì)代表蛋白質(zhì))。其中碳酸緩沖系最重要。其中碳酸緩沖系最重要。在體內(nèi)代謝的過程中，這些緩沖系能維持在體內(nèi)代謝的過程中，這些緩沖系能維持體液的體液的pH值以保證生命的正?；顒?dòng)。值以保證生命的正常活動(dòng)。 如碳酸在血漿中以如碳酸在血漿中

32、以COCO2 2( (溶解溶解) ) 形式存在，形式存在，在溶液中發(fā)生以下反應(yīng)：在溶液中發(fā)生以下反應(yīng)： COCO2 2( (溶解溶解)+ )+ H H2 2O O H H2 2COCO3 3 H H2 2COCO3 3 H H+ + + HCO+ HCO3 3- - 當(dāng)溫度為當(dāng)溫度為3737，I=0.16I=0.16時(shí)，時(shí)，pKapKa = 6.10 = 6.10溶解）23/()(lgCOCHCOCpKapH 正常人血漿中正常人血漿中HCOHCO3 3- -和和COCO2 2的濃度分別為的濃度分別為0.0240.024mmolmmolL L-1-1和和0.00120.0012mmolmmolL

33、 L-1-1，其比值為其比值為20/120/1，由式，由式(4-10)(4-10)計(jì)算血漿的計(jì)算血漿的pHpH值得值得pH = 6.10+lg = 6.10 + 1.30 = 7.40120H2CO3 HCO3- + H+ 肺肺 CO2+H2O 腎腎 HCO3-是血漿中含量最多的抗酸成分，在是血漿中含量最多的抗酸成分，在一定程度上可以代表血漿對(duì)體內(nèi)所產(chǎn)生非揮一定程度上可以代表血漿對(duì)體內(nèi)所產(chǎn)生非揮發(fā)性酸的緩沖能力，因而習(xí)慣上把血漿中的發(fā)性酸的緩沖能力，因而習(xí)慣上把血漿中的HCO3-稱為稱為堿儲(chǔ)堿儲(chǔ)。H2CO3發(fā)揮其抗堿作用發(fā)揮其抗堿作用 體內(nèi)代謝所產(chǎn)生的大量體內(nèi)代謝所產(chǎn)生的大量CO2則是依靠紅細(xì)

34、則是依靠紅細(xì)胞中的胞中的H2b-Hb-、H2bO2-HbO2-這些緩沖對(duì)對(duì)其這些緩沖對(duì)對(duì)其產(chǎn)生緩沖作用來實(shí)現(xiàn)的。如代謝產(chǎn)生的大量產(chǎn)生緩沖作用來實(shí)現(xiàn)的。如代謝產(chǎn)生的大量CO2與與Hb-離子發(fā)生如下反應(yīng)：離子發(fā)生如下反應(yīng)：CO2 + H2O + Hb- H2b + HCO3-反應(yīng)產(chǎn)生的反應(yīng)產(chǎn)生的HCO3-，由血液運(yùn)輸至肺，并由血液運(yùn)輸至肺，并與與H2bO2反應(yīng)，其反應(yīng)式為：反應(yīng)，其反應(yīng)式為：H2bO2 + HCO3- HbO2- + CO2 + H2O反應(yīng)生成的反應(yīng)生成的CO2從肺呼出。由此不難看出，在從肺呼出。由此不難看出，在大量大量CO2從組織細(xì)胞輸送至肺的過程中，從組織細(xì)胞輸送至肺的過程中， 由于由于HHb-Hb-和和HHbO2-HbO2-的緩沖作用，也是的緩沖作用，也是使血液的使血液的pH值仍能穩(wěn)定在值仍能穩(wěn)定在7.40 0.05的