對《生物體維持ＰＨ穩(wěn)定的機制》的探索與改進

人教版高中生物《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》中的實驗《生物體維持PH穩(wěn)定的機制》，是一個新課程，其中的緩沖液因無具體的操作方法，使有些教師陷入茫然。筆者對此認真作過探索后有了良好的課堂效果，特進行總結(jié)并提出改進意見供交流，以求不斷完善。

我們知道，磷酸是弱酸，它呈三級電離，當開始第二級電離時，呈可逆過程（H₂PO_{4^-→←HPO4^2-+H+），H2PO4^-可繼續(xù)電離出H+而呈酸性，HPO4^2-則吸收水中極微量的H+而呈堿性，所以Na2HPO4溶液呈堿性，KH2PO4溶液呈酸性，當需要溶液呈中性（PH=7）時，根據(jù)酸、堿中和原理，只要在呈酸性或堿性的溶液中加入適量的堿性或酸性溶液即可獲得，所以課本中的要求很容易滿足。但作為緩沖液使用，不一定有效果，這正如在一個教室里，只有三兩個學(xué)生時，則進進出出一二個學(xué)生是非常明顯的，當教室滿員或?qū)W生較多時，則進出一二個人或再多一些，也不容易感覺出來。所以究其原因，是因為濃度問題，作為緩沖液使用，這種物質(zhì)必須能夠吸收一定量的H+或OH-而保持PH值只在小范圍內(nèi)變動，在磷酸鹽配制的緩沖液中，當吸收H+時，要有足夠的HPO4^2-，當吸收OH-時，要有H2PO4^-（嚴格地講，OH-可促使H3PO4電離生成PO43-，所以HPO4^2-也可吸收OH-），所以濃度應(yīng)足夠大。由此思路經(jīng)過用不同濃度的緩沖液進行試驗，得出如下可行結(jié)論：}

配制好０.2mol/L的KH₂PO₄和0.2mol/L的Na2HPO₄，再按3:2的比例進行混合，即可得到大致符合要求的緩沖液。其效果：當?shù)芜M0～20滴的HCl溶液時，溶液的PH顯示在4～7，第25滴時達到3，第30滴時PH達到２；當?shù)芜M0～30滴的NaOH溶液時，溶液的PH顯示在7～8，符合“緩沖”的意義。……