β= 2.303×|HAlAe_2.303×0.084mol-L x0.116mol-L= 0.112 mol-L-10.084mol -L* +0.116mol-L[HAc] +[Ac]例4-4用0.025mol·L-"的HsPO4和0.10mol-L-l的NaOH，配制pH7.40的缓冲溶液100mL，求所需H3PO4和NaOH的体积比。解缓冲系为NaH2PO4-Na2HPO4。设需H3PO4体积VimL，NaOH体积V2mL。n(H3PO4)=0.025 mol-L-l×Vl mL= 0.025Vi mmoln(NaOH)=0.10mol-L-lxV2mL=0.10V2mmolH3PO4+NaOHNaH2PO4+H2O反应前0.025Vimmol0.10V2mmol反应后0.025Vimmol(0.10V2-0.025V/)mmol+NaH2PO4NaOH:Na2HPO4+H2O起始0.025Vimmol(0.10V2-0.025V))mmol平衡时[0.025Vi-(0.10V2-0.025V)]mmol(0.10V2-0.025V)mmol=(0.050Vl-0.10V2)mmolg(0.10V,-0.025V,)mmolpH=pKa+ Ig= 7.40n(NaH,PO.)V=2.5V2相关知识介绍肺和肾在维持酸碱平衡中的作用通过肺的呼吸运动调节血浆中H2CO3的浓度，来维持正常酸碱范围。当新陈代谢产生的CO2溶入血液，以及代谢中产生的其它非挥发性酸，使血中酸浓度增高，pH随之降低。同时，血液中H2CO3分解增强，提高了血中CO2的浓度。CO2分压增高和pH降低，均可刺激呼吸中枢，引起呼吸加深加快，使血液将CO2送至肺部进行交换、CO2由肺部排出体外。呼出CO2，使[HCO3]/[CO2]密解比值接近20/1，pH恢复正常范围。当碱性物质进入血液时，使血中H2CO3浓度降低、HCO3浓度增高，pH升高，H2CO3分解减弱，从而降低了血浆中CO2的浓度。CO2分压降低和pH升高对呼吸中枢产生抑制，呼吸变浅变慢，减少排出CO2，以维持中的H2CO3浓度，使[HCO3]/[H2CO3]接近20/1的正常比值，血液pH也
β = [HAc] [Ac ] 2.303 [HAc][Ac ] − − + = -1 -1 -1 -1 0.084mol L 0.116mol L 2.303 0.084mol L 0.116mol L + = 0.112 mol·L-1 例 4-4 用 0.025 mol·L-1 的 H3PO4 和 0.10 mol·L-1 的 NaOH，配制 pH7.40 的 缓冲溶液 100 mL，求所需 H3PO4 和 NaOH 的体积比。 解 缓冲系为NaH2PO4-Na2HPO4。设需H3PO4体积V1 mL，NaOH体积V2 mL。 n(H3PO4) = 0.025 mol·L-1×V1 mL = 0.025V1 mmol n(NaOH) = 0.10 mol·L-1×V2 mL = 0.10V2 mmol H3PO4 + NaOH NaH2PO4 + H2O 反应前 0.025V1mmol 0.10V2mmol 反应后 (0.10V2-0.025V1) mmol 0.025V1mmol NaH2PO4 + NaOH Na2HPO4 + H2O 起始 0.025V1mmol (0.10V2-0.025V1) mmol 平衡时 [0.025V1-(0.10V2-0.025V1)]mmol (0.10V2-0.025V1) mmol = (0.050V1-0.10V2) mmol pH = pKa + lg (NaH PO ) (Na HPO ) 2 4 2 4 n n = 7.21 + lg (0.050 0.10 )mmol (0.10 0.025 )mmol 1 2 2 1 V V V V − − = 7.40 2.5 2 1 = V V 相关知识介绍 肺和肾在维持酸碱平衡中的作用 通过肺的呼吸运动调节血浆中 H2CO3 的浓度，来维持正常酸碱范围。当新 陈代谢产生的 CO2 溶入血液，以及代谢中产生的其它非挥发性酸，使血中酸浓 度增高，pH 随之降低。同时，血液中 H2CO3 分解增强，提高了血中 CO2 的浓度。 CO2 分压增高和 pH 降低，均可剌激呼吸中枢，引起呼吸加深加快，使血液将 CO2 送至肺部进行交换、CO2 由肺部排出体外。呼出 CO2，使[HCO3 - ]/ [CO2]溶解比 值接近 20/1，pH 恢复正常范围。当碱性物质进入血液时，使血中 H2CO3 浓度降 低、HCO3 -浓度增高，pH 升高，H2CO3 分解减弱，从而降低了血浆中 CO2 的浓 度。CO2 分压降低和 pH 升高对呼吸中枢产生抑制，呼吸变浅变慢，减少排出 CO2， 以维持中的 H2CO3 浓度，使[HCO3 - ] /[H2CO3]接近 20/1 的正常比值，血液 pH 也
就恢复正常范围。总之，肺部通过控制呼出CO2的量，精确调节[HCO3}]/[H2CO3]的分母，维持血液pH的相对恒定。肺的调节作用较迅速，正常情况下10~30分钟内即可完成。肾在维持酸碱平衡的作用中是通过保留NaHCO3多少的方式来调节着[HCO3-1/[H2CO3]比值，使之维持正常。肾将体内的酸转化为铵盐和磷酸盐随尿液排出体外，同时还要补充血液中消耗掉的HCO3，所以肾具有排酸和保碱的双作用。肾的调节作用比较缓慢，通常需要数小时或数天才能够完成，《基础化学（第六版）》习题解答1.能抵抗少量外来强酸、强碱而保持其pH基本不变的溶液称为缓冲溶液。血液中溶解的CO2与HCO3-组成缓冲系。[HCO3-1/CO2|溶解为20/1时，pH=7.40。若pH<7.35，发生酸中毒，>7.45，发生碱中毒。当[H3O+增加，抗酸成分HCO3与H3O+结合；当[OH]增加，与H3O+生成H2O，促使H2CO3生成的抗碱成分H2CO3离解，以补充H3O+。[HCO3"][CO2]溶解改变不明显。因此血液H2CO3-HCO3*缓冲系与其他缓冲系一起维持pH7.35~7.45的正常狭小范围。2.缓冲容量是衡量缓冲能力大小的尺度，表现为单位体积缓冲溶液pH发生一定变化时所能抵抗外加一元强酸或一元强碱的物质的量。影响缓冲容量的主要因素是缓冲系的总浓度和缓冲比：缓冲比一定，总浓度越大缓冲容量越大：总浓度一定，缓冲比越接近于1缓冲容量越大。总浓度相同、缓冲比相同的HAc-NaAc和H2CO3-HCO3缓冲系的缓冲容量相同。3. (1)HCI+NH3H2O、(2)HCI+Tris、(4)Na2HPO4 +Na3PO4和(5)HPO4 +NaOH可用来配制缓冲溶液。10.0g4.(HCO)= 4.090m0=0.11mol10.0gn(CO)=106g-mol-=0.094molpH=pK, + 1g n(CO:), 0.094mol =10.15=10.25+g0.119moln(HCO,)5.设c(HCOONa)=xmol-L-l，则c(HCOOH)=0.400mol-L-l-xmol-L-1xmol -L-IpH = 3.90 = 3.7 + 1 0.400mol L-xmol Lc(HCOO-)=x mol-L-l=0.236mol-L-1
就恢复正常范围。总之，肺部通过控制呼出 CO2 的量，精确调节[HCO3 - ] /[H2CO3] 的分母，维持血液 pH 的相对恒定。肺的调节作用较迅速，正常情况下 10~30 分 钟内即可完成。 肾在维持酸碱平衡的作用中是通过保留 NaHCO3 多少的方式来调节着 [HCO3 - ] / [H2CO3]比值，使之维持正常。肾将体内的酸转化为铵盐和磷酸盐随尿 液排出体外，同时还要补充血液中消耗掉的 HCO3 -，所以肾具有排酸和保碱的双 作用。肾的调节作用比较缓慢，通常需要数小时或数天才能够完成。 《基础化学（第六版）》习题解答 1. 能抵抗少量外来强酸、强碱而保持其 pH 基本不变的溶液称为缓冲溶液。 血液中溶解的 CO2 与 HCO3 -组成缓冲系。[HCO3 - ]/[CO2]溶解为 20/1 时，pH=7.40。 若 pH<7.35，发生酸中毒，>7.45，发生碱中毒。当[H3O+ ]增加，抗酸成分 HCO3 - 与 H3O+结合；当[OH- ]增加，与 H3O+生成H2O，促使 H2CO3生成的抗碱成分 H2CO3 离解，以补充 H3O+。[HCO3 - ]/[CO2]溶解改变不明显。因此血液 H2CO3–HCO3 -缓冲 系与其他缓冲系一起维持 pH 7.35~7.45 的正常狭小范围。 2. 缓冲容量是衡量缓冲能力大小的尺度，表现为单位体积缓冲溶液 pH 发生 一定变化时所能抵抗外加一元强酸或一元强碱的物质的量。影响缓冲容量的主要 因素是缓冲系的总浓度和缓冲比：缓冲比一定，总浓度越大缓冲容量越大；总浓 度一定，缓冲比越接近于 1 缓冲容量越大。总浓度相同、缓冲比相同的 HAc-NaAc 和 H2CO3-HCO3 -缓冲系的缓冲容量相同。 3. (1) HCl + NH3·H2O、(2) HCl + Tris、(4) Na2HPO4 + Na3PO4 和(5) H3PO4 + NaOH 可用来配制缓冲溶液。 4. 0.119mol 84.0g mol 10.0g (HCO ) 3 1 = = − − n 0.094mol 106g mol 10.0g (CO ) 1 2 3 = = − − n 10.15 0.119mol 0.094mol 10 25 lg (HCO ) (CO ) pH p lg 3 2 3 = a + = + = − − n n K 5. 设 c(HCOONa)=xmol·L-1 , 则 c(HCOOH)=0.400mol·L-1 -xmol·L-1 1 1 1 0.400mol L mol L mol L pH 3.90 3.74 lg − − − − = = + x x c(HCOO- ) =x mol·L-1=0.236mol·L-1