緩沖溶液醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)論文

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1.緩沖溶液及緩沖作用

純水在25℃時(shí)pH為7.0，但只要與空氣接觸一段時(shí)間后，因?yàn)橐徊糠炙cCO2反應(yīng)生成了碳酸，而使PH值降到5.5左右。或者在純水中加入少量的強(qiáng)酸或強(qiáng)堿，pH值也會發(fā)生顯著的變化。但是也有些溶液加入少量強(qiáng)酸強(qiáng)堿，pH值基本保持不變。如在1L含0.1molHAc和0.1molNaAc溶液中，加入0.1mol強(qiáng)酸（HCl）或0.1mol強(qiáng)堿（NaOH)溶液后，pH值基本保持不變。這種能夠抵抗外加少量強(qiáng)酸或強(qiáng)堿，而保持其pH值基本不變的溶液稱為緩沖溶液。緩沖溶液對強(qiáng)酸或強(qiáng)堿的抵抗作用稱為緩沖作用。

2.緩沖溶液的組成

緩沖溶液一般由兩種物質(zhì)組成，一種是物質(zhì)是抵抗外加強(qiáng)酸，一種物質(zhì)是抵抗外加強(qiáng)堿，這兩種物質(zhì)組成我們常說的緩沖對。

3.緩沖溶液的作用原理

(1)弱酸及其鹽的作用機(jī)制：現(xiàn)在以HAc（酸）—NaAc（堿）為例加以說明。醋酸在緩沖溶液中為弱電解質(zhì)，在溶液中僅有小部分醋酸分子電離成離子，大部分是以分子的形式存在，HAc溶于水后，一部分電離成H+和Ac-,另一部分H+和Ac-又重新結(jié)合成HAc分子，所以HAc的電離是一個(gè)可逆反應(yīng)。但是NaAc屬于強(qiáng)電解質(zhì)，在溶液中完全電離成Na+和Ac-，這樣在溶液中就含有HAc分子、H+、Ac-、Na+，其中HAc分子、Ac-、Na+含量較多。當(dāng)此溶液加入少量強(qiáng)酸（HCl)時(shí)，HCl溶液完全電離出H+和Cl—，溶液中的[H+]濃度增加，增加的H+會和Ac-結(jié)合生成HAc分子，破壞了HAc原有的電離平衡，重新達(dá)到了一個(gè)新的平衡，避免溶液中的PH值突然降低，而保持了基本不變；當(dāng)此溶液加入少量強(qiáng)堿（NaOH)時(shí)，溶液中的[OH—]濃度增加，增加的OH—會和H+結(jié)合生成H2O分子，破壞了HAc原有的電離平衡，重新達(dá)到了一個(gè)新的平衡，避免溶液中的PH值突然增加，而保持了基本不變；由此可見，緩沖溶液能夠抵御外加少量的強(qiáng)酸強(qiáng)堿。

(2)多元弱酸的兩種鹽的緩沖作用：現(xiàn)以NaH2PO4（酸式鹽）—Na2HPO4（酸式鹽）為例加以說明。NaH2PO4、Na2HPO4都是強(qiáng)電解質(zhì)，在溶液中能電離出Na+、HPO42—、H+和H2PO4—，（H2PO4—還可以電離出HPO42—、H+，但電離度很小，可以忽略不計(jì)）。當(dāng)有外加少量強(qiáng)酸（HCl)時(shí)，HCl電離出的H+就會和溶液中的HPO42—結(jié)合，破壞了H2PO4—原來的平衡，使平衡向生成H2PO4—方向移動，只到HCl消耗完，重新建立新的平衡。當(dāng)有外加少量強(qiáng)堿（NaOH)時(shí)，NaOH電離出的中的OH—就會和溶液的H+結(jié)合生成難電離的H2O分子，就破壞了H2PO4—原來的電離平衡，使平衡向著生成的H+和HPO42—方向進(jìn)行，直到強(qiáng)堿中的OH—消耗完，建立起新的平衡，故PH值基本保持不變。

4.緩沖溶液在醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)中的作用

生物體內(nèi)的多數(shù)化學(xué)反應(yīng)都是酶促反應(yīng)，每一種酶都要在特定的酸堿條件下才具有活性。如胃蛋白酶只有在pH=1.5～2.0的范圍內(nèi)才具有最佳活性，超出這一范圍活性大大降低，甚至失去活性。在化驗(yàn)肝功能時(shí)，要在pH為7.4的緩沖溶液環(huán)境下才能準(zhǔn)確測定血清中丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶的含量。如果測定過程中溶液的pH不穩(wěn)定，就會引起測定誤差，造成誤診。正常人體血液的pH一般維持在7.35～7.45之間，為機(jī)體的各種生理活動提供保障。若pH高于7.45會發(fā)生堿中毒，低于7.35會發(fā)生酸中毒，引發(fā)各種疾病甚至危及生命。血液能保持如此狹窄的pH范圍，主要原因是其中的多種緩沖對協(xié)調(diào)發(fā)揮緩沖作用，維持機(jī)體酸堿平衡。

5.小結(jié)

緩沖溶液對維持著人體正常的血液pH范圍。其中H2CO3-NaHCO3是血漿中最主要的緩沖對，H2CO3-NaHCO3緩沖機(jī)制與肺的呼吸功能及腎的排泄和重吸收功能密切相關(guān)。正常人體代謝產(chǎn)生的CO2進(jìn)入血液后與水結(jié)合成H2CO3,H2CO3與血漿中的HCO3—組成共軛酸堿對，所以緩沖溶液在醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)中有著重要的意義。

作者：楊明 單位：德宏職業(yè)學(xué)院