4.4.4 缓冲溶液的应用

4.4.4 缓冲溶液的应用

缓冲溶液在工业、农业、医药、生物学、化学等方面都有很重要的用途。例如在微生物工业中,每种微生物都有最适宜生长、繁殖的pH范围,而它们生长繁殖时,有时会生成酸或碱而使溶液的pH发生变化,因此为了维持这一定的pH,通常都要使用缓冲体系。再如人类血液中,依赖几对缓冲剂的作用而使pH维持在7.4左右。在化学实验和化工生产中,也常要用到缓冲溶液。例如在化学试剂生产中,用K2Cr2O7分离Ba2+和Sr2+时,要用HAc—NaAc作缓冲溶液,以控制pH为4~5,使BaCrO4完全沉淀而将Sr2+留在溶液中。

在生物体,特别是高级动物和人体中,缓冲溶液尤为重要。H+浓度的微小变化就能对人体正常细胞的功能产生很大的影响,在生命体中仅有很窄的pH范围是适宜的。如动脉血液的pH正常值为7.45,小于6.8或高于8.0时,只要几秒钟就会导致死亡。H+浓度稍高(pH偏低),将引起中枢神经系统的抑郁症;H+浓度稍低(pH偏高),将导致兴奋。血浆的pH由几个缓冲系统保持在7.40左右,其中最重要的缓冲系统是figure_0110_0401。红细胞中pH为7.25,主要的缓冲系统是figure_0129_0402和血红蛋白。血红蛋白分子是复杂的蛋白质分子,它含有许多可解离的质子,近似地将其表示为一元酸的形式HHb:

figure_0110_0434

式中,HHb表示血红蛋白分子,Hb-是它的共轭碱。

在肾液、唾液中也存在figure_0129_0403缓冲系统,在细胞内和尿中还有重要的figure_0129_0404缓冲系统。同时,尿中还有figure_0129_0405缓冲系统。