醫用化學/緩衝溶液的配製

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在配製具有一定PH值的緩衝溶液時,為了使所得溶液具有較好的緩衝能力,應注意以下原則:

1.選擇適當的緩衝對,使配製溶液的PH值在所選擇的緩衝對的緩衝範圍內。這個範圍大約在PKa±1之內。例如HOAc-OAc-緩衝對的範圍是3.7-5.6,要配製PH從3.7-5.6之間的緩衝溶液可選用這一緩衝對。

2.緩衝對中作為共軛酸的PKa,應盡量接近於配製溶液的PH值。例如,要配製PH為5.3的緩衝溶液時,可以選用HOAc-OAc=或HC8H4O4-C8H4O2-4緩衝對,因為pH5.3恰恰在這兩種緩衝對的緩衝範圍內。但是,前者的共軛酸的PKa 為4.75;後者共軛酸的PKa 為5.4,所以選用HC8H4O-4-C8H4O2-4配製的緩衝溶液較選用前者有更大的緩衝容量。

3.要有一定的總濃度(通常在0.05-0.20mol.L-1之間)使所配成溶液具有足夠的緩衝容量,並採用適當的緩衝比使溶液的pH恰好等於所需要的PH值。

在具體配製時,為了簡便起見,常用相同濃度的共軛酸鹼溶液。此種情況可用式(3-13)計算所需兩種溶液的體積。然後根據體積比,把共軛酸鹼兩種溶液混合,即得所需的緩衝溶液。設溶液的總體積是V總,則式(3-13)改寫成

Gmoeggwv.jpg


例10 如何配製100mLpH值為5.10的緩衝溶液?

解:根據配製緩衝溶液的原則,可選擇HOAc-OAc-緩衝系來配製。因pH=5.10,pKa=4.75,V=100L,故

Gmoegfu1.jpg


配製緩衝溶液還可採用共軛酸中加氫氧化鈉或共軛鹼中加鹽酸的辦法。兩種方法都可組成有足夠濃度的共軛酸鹼對的緩衝溶液。

例11 欲配製pH值為5.10的緩衝溶液,計算在50mL的0.1ml.L-1HOAc溶液中應加0.1mol.L-1NaOH溶液多少mL?

Gmoeghvz.jpg


故χ=34.6(mL)(NaOH)

在50mL0.1mol.L-1HOAc溶液中加入34.6mL0.1mol.L-1NaOH溶液即得所需緩衝溶液。

應用亨德森方程式來配製緩衝溶液,沒有考慮溶液的離子強度的影響。

一些緩衝溶液的配製法可查閱參考書或附錄克拉克緩衝系列及鹼性緩衝系列表,其準確度較高,表中的濃度及體積都要求準確。表中稀釋值ΔPH1/2表示緩衝溶液用等體積水稀釋後Ph 的變化。Tris緩衝系適合生理學和生物化學要求,比較常用。

32 緩衝容量與緩衝範圍 | 緩衝溶液在醫學上的意義 32
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