内容正文:
化 学
医药卫生类
高等教育出版社
专题二 缓冲溶液
2.1 缓冲作用
核心素养发展目标
通过对比实验,认识缓冲溶液的缓冲作用,了解缓冲溶液的概念,形成发现、解释、分析、推理、归纳、总结等实验探究方法及应用能力。
情境与问题
跳高和跳远运动中用的海绵垫和沙坑是为了缓冲运动员落地时的冲击力。瑞氏细胞染色对酸碱度十分敏感,必须将染色条件 pH控制在 6.4~6.8 的范围内,才能使细胞受染后颜色适中、颗粒显色清楚。而 KH2PO4-Na2HPO4 缓冲溶液具有对抗外来酸、碱维持 pH 在此范围的能力。
其实,除细胞染色外,在组织切片染色、微生物的培养、血液的保存和药物制剂配制等方面,缓冲溶液都扮演着不可或缺的角色。
情境与问题
医学研究表明,正常人体内血液的pH范围在7.35 ~ 7.45之间,偏离此范围0.4个pH单位,就会有生命危险。但在日常饮食时,人体经常会摄入较多的外来酸性或碱性的食物,如柠檬汁、苏打水等,这些食物对人体血液的pH影响有多大?会有生命危险吗?
试管
号 试样
4 mL 0.1 mol/L
HCl 溶液 0.1 mol/L NaOH 溶液 溶液的 pH
变化大小
1 蒸馏水 — — 参照
2 蒸馏水 1滴 —
3 蒸馏水 — 1滴
4 0.1 mol/L
CH3COOH/CH3COONa — — 参照
5 0.1 mol/L
CH3COOH/CH3COONa 1滴 —
6 0.1 mol/L
CH3COOH/CH3COONa — 1滴
实验与探究
在CH3COOH和H3COONa组成的溶液中加入少量酸或碱后,溶液的pH无明显的变化
一、缓冲溶液
缓冲溶液一般由2种化合物组成,分别称为抗酸成分和抗碱成分。抗酸成分和抗碱成分构成1个缓冲对,也可称为缓冲系。
1. 缓冲溶液的概念
缓冲溶液:这种能够抵抗外来少量的酸、碱或适当稀释,而保持 pH 几乎不变的溶液叫缓冲溶液。
这种能够对抗外来少量酸或少量碱而保持溶液pH几乎不变的作用称为缓冲作用
2、缓冲作用定义:
tips:具有缓冲作用的溶液称为缓冲溶液
抵抗酸的部分称为抗酸成分,即能与酸反应的成分
抵抗碱的部分称为抗碱成分,即能与碱反应的成分
缓冲
溶液
抵抗酸
抵抗碱
缓冲对
思考与讨论
水为什么不能作为缓冲液?
∴[H+]↑,[OH-]↓,[H2O]↑, 平衡←,溶液呈酸性
纯水中加入少量酸:
HCl = H+ + Cl-
H2O⇌H+ + OH-
∴[H+]↓,[OH-]↑,[H2O]↑, 平衡←,溶液呈碱性
纯水中加入少量碱:
NaOH = Na+ + OH-
H2O⇌H+ + OH-
向纯水(pH=7.0)中加入少量酸或碱,pH值会发生显著变化
2、结论:
纯水不能抵制少量酸碱的侵袭,溶液的pH值发生改变。
1、实验事实:
对照比较
向H2CO3-NaHCO3混合溶液中加入少量酸或碱:
同离子
NaHCO3 = HCO3- + Na+
H2CO3 ⇌ HCO3- + H+
NaHCO3 = HCO3- + Na+
其中
+
H2CO3
HCl = H+ + Cl-
抗酸的方程式为:
H2CO3 ⇌ HCO3- + H+
H+与HCO3- 结合,生成弱电解质H2CO3,H2CO3增大,平衡←,溶液的pH值几乎不变。
学生自主分析H2CO3-NaHCO3混合溶液中加入少量碱的过程
1、实验事实:
向H2CO3-NaHCO3混合溶液中加入少量酸,NaHCO3起着抗酸的作用。向 H2CO3-NaHCO3混合溶液中加入少量碱,H2CO3起着抗碱的作用。
2、结论:
能抵抗外来少量酸、碱而保持溶液的pH值几乎不变的作用叫缓冲作用。具有缓冲作用的溶液称为缓冲溶液。
归纳总结
缓冲溶液
1. 缓冲溶液的概念
2. 缓冲溶液的作用
2. 缓冲溶液的作用过程分析
例题解析
【例1】关于缓冲溶液的作用,下列叙述中错误的是( )
A.能够对抗外来少量酸而保持溶液 pH 几乎不变的作用
B.能够对抗外来少量碱而保持液 pH 几乎不变的作用
C.能够对抗外来酸或碱而保持溶液 pH 几乎不变的作用
D.能够对抗外来少量酸或碱而保持溶液 pH 几乎不变的作用
D
思考与应用
正常人血液的pH在7.35~7.45 之间,维持其 pH 恒定的缓冲对主要有:
碳酸 - 碳酸氢盐 (MHCO3-H2CO3)
磷酸氢盐 - 磷酸二氢盐 (M2HPO4-MH2PO4)
蛋