题目
在ph7.4的碳酸盐-碳酸缓冲系统中,HCO3-/H2CO3的比值是()A. 1:20B. 20:1C. 5:1D. 10:1
在ph7.4的碳酸盐-碳酸缓冲系统中,HCO3-/H2CO3的比值是()
A. 1:20
B. 20:1
C. 5:1
D. 10:1
题目解答
答案
B. 20:1
解析
本题考查缓冲溶液中组分浓度比的计算,核心在于应用亨德森-哈塞尔平衡方程。关键点包括:
- 识别缓冲对:题目中的缓冲系统为HCO3⁻(碳酸氢根)和H2CO3(碳酸)。
- 确定pKa值:H2CO3的第一解离常数pKa₁≈6.1,因血液pH接近pKa₁,故选用此值。
- 代入公式计算:通过pH与pKa的关系,推导出浓度比。
步骤1:写出亨德森-哈塞尔平衡方程
$\text{pH} = \text{pKa} + \log\left(\frac{[\text{HCO}_3^-]}{[\text{H}_2\text{CO}_3]}\right)$
步骤2:代入已知数据
已知pH=7.4,pKa₁=6.1,代入方程:
$7.4 = 6.1 + \log\left(\frac{[\text{HCO}_3^-]}{[\text{H}_2\text{CO}_3]}\right)$
步骤3:解方程求对数项
$\log\left(\frac{[\text{HCO}_3^-]}{[\text{H}_2\text{CO}_3]}\right) = 7.4 - 6.1 = 1.3$
步骤4:计算浓度比
将等式两边取10的幂:
$\frac{[\text{HCO}_3^-]}{[\text{H}_2\text{CO}_3]} = 10^{1.3} \approx 20$
因此,HCO3⁻与H2CO3的比值为20:1,对应选项B。