double arrow

Эффективность буферных систем

  Исходное значение рН рН при добавлении 0,01 М раствора соляной кислоты рН при добавлении 0,05 М раствора соляной кислоты
Вода 7,00 2,02 1,30
Буферная система 4,73 4,65 4,24

 

При добавлении больших количеств кислот и щелочей меняется соотношение кислота/соль и меняется рН буферной системы

Буферная емкость (В)

• Количество молей эквивалентов сильной кислоты или основания, которое необходимо добавить к 1 литру буферной смеси, чтобы изменить рН на единицу

n n

В = ------------------ = -----------

(рН2 – рН1)×VЛ DрН× VЛ

Буферная емкость рассчитывается и по кислоте (Ва) и по основанию (Вв). Эти величины обычно не одинаковы.

Буферная емкость зависит от:

• Абсолютной концентрации компонентов буферной системы

• От соотношения между этими концентрациями

Наибольшей буферной емкостью будут обладать растворы с соотношением:

[кислота]

-------------- = 1

[соль]

Пример

Имеем два ацетатных буфера, концентрация компонентов в одном составляет 10 мг-экв, а в другом 100 мг-экв. Соотношение компонентов кислота/соль = 1. Добавим к каждому буферу по 5 мг-экв HCI

[кислота] 10 + 5 15

------------ = --------- = ------ = 3;

[соль] 10 – 5 5

[кислота] 100 + 5 105

------------ = --------- = ------ » 1;

[соль] 100 – 5 95

Рабочий участок буферной системы

• Значение рН, при котором сохраняются свойства буферной системы

(рН = рК ± 1)

Способность противодействовать изменению значения рН наиболее высокая в точке рН = рК и эффективна в пределах рК ± 1

Буферные системы организма




• Гидрокарбонатная

• Белковая

• Гемоглобиновая-оксигемоглобиновая

• Фосфатная

• Аминокислотная

Буферные системы плазмы крови. Гидрокарбонатная буферная система

H2CO3 + NaHCO3

Является первой по значимости; составляет в плазме 35% буферной емкости крови и 18% - в эритроцитах (всего 53%)

Ее особенности в организме

• Действие тесно связано с функцией дыхания организма

• Один из компонентов буферной системы (угольная кислота) образуется в крови из CO2

CO2(г) D CO2(р) D H2CO3 D H+ + HCO3-

• Концентрация CO2 в крови определяется коэффициентом растворимости при 37ºC и парциальным давлением рCO2

[H2CO3] = C×pCO2

Уравнение Гендерсона-Гассельбаха для гидрокарбонатного буфера:

[HCO3-]

pH = рК(H2CO3) + lg-------------;

[H2CO3]

[HCO3-]

рН = рК(H2CO3) + lg-------------

C×pCO2

В организме: [HCO3-]

---------- = 10

[H2CO3]

рН = 6,4 + lg10 = 6,4 + 1 = 7,4

Механизм действия
HCO3-/H2CO3

• В случае накопления кислот в крови расходуется NaHCO3:



HCO3- + H+ ® H2CO3

При повышении кислотности увеличивается объем легочной вентиляции:

H2CO3 ® CO2­ + H2O

• При увеличении щелочности расходуется H2CO3, уменьшается легочная вентиляция, накапливается CO2:

H2CO3 + OH- ® H2O + HCO3-

Механизмы регуляции дыхания стабилизируют буферное соотношение в гидрокарбонатном буфере. Чувствительность дыхательного центра к изменению рН очень велика.

Уменьшение рН на 0,1 Увеличивает объем легочной вентиляции в 2 раза

Таким образом, механизм действия гидрокарбонатного буфера связан с функцией дыхания

Белковая буферная система

Составляет в плазме 7% буферной емкости крови.

R – CH – COOH

|

NH2

• Белок-соль

R – CH – COO- + H+ ® R – CH – COOH

| |

NH3+ NH3+

• Белок-основание

R – CH – COO- + H+ ® R – CH – COO-

| |

NH2 NH3+

• Белок-кислота

R – CH – COOH + OH- ® R – CH – COO- + H2O

| |

NH3+ NH3+

 






Сейчас читают про: