Классификация. Протолитический гомеостаз выражается в достаточно постоянных значениях рН биологических сред и в способности восстанавливать рН при поступлении в эти среды

Буферные системы.

Протолитический гомеостаз выражается в достаточно постоянных значениях рН биологических сред и в способности восстанавливать рН при поступлении в эти среды кислот и оснований. Нарушение протолитического баланса может угрожать жизни. С помощью физиологических процессов (дыхание, мочевыделение, почки) кислоты и основания выводятся из организма медленно, а быстрая их нейтрализация и поддержание рН жидких сред на необходимом уровне осуществляется за счет физико-химических процессов, среди которых, прежде всего, следует отметить протолитические равновесия в буферных системах.

Буферная система – это равновесная система, способная поддерживать примерно на постоянном уровне какой-либо параметр при незначительных внешних воздействиях. Протолитические буферные системы поддерживают постоянство рН при добавлении небольших количеств кислот и оснований. Раствор, содержащий одну или несколько буферных систем, называется буферным раствором. Буферные системы и буферные растворы часто называют просто буферами.

Буферный раствор – это раствор, содержащий протолитическую равновесную систему, способную поддерживать практически постоянное значение рН при разбавлении или при добавлении небольших количеств кислоты или щелочи.

В протолитических буферных системах компонентами являются донор протона и акцептор протона, представляющие собой сопряженную кислотно-основную пару.

Классификация

Буферные системы могут быть четырех типов:

I тип. Кислотная буферная система: слабая кислота и её анион; в растворе слабая кислота и её соль.

Примеры:

ацетатный буфер:

CН ₃ СООН / СН ₃ СОО ^–, в растворе CН ₃ СООН и CН ₃ СООNa

гидрокарбонатный буфер:

Н ₂ СО ₃ / НСО ₃^–, в растворе Н ₂ СО ₃ и NaHCO ₃

II тип. Основная буферная система: слабое основание и её катион; в растворе слабое основание и её соль.

Примеры:

аммиачный буфер:

NН ₃ / NН ₄⁺, в растворе NН ₃ и NН ₄ Сl

III тип. Солевая буферная система: анионы кислой и средней соли или анионы двух кислых солей; в растворе кислая и средняя соль или две кислые соли с различной степенью замещения протона.

Примеры:

гидрофосфатный буфер:

Н ₂ РО ₄^–/ НРО ₄^2–, в растворе NaН ₂ РО ₄ и Na ₂ НРО ₄

карбонатный буфер:

НСО ₃^–/ СО ₃^2–, в растворе NaНСО ₃ и Na ₂ CO ₃

Солевые буферные системы можно отнести и к первому типу, т.к. одна из солей выполняет функцию слабой кислоты.

IV тип. Амфотерная органическая буферная система: ионы и молекулы амфолитов.

Примеры:

аминокислотный буфер:

белковый (протеиновый) буфер: анионный – HProt / (Prot) ^–

катионный – (Н ₂ Prot) ⁺ / HProt

Эти буферные системы можно отнести к буферным системам первого и второго типов.