Механизм действия фосфатного буфера.Уравнение Гендерсона-Гассельбаха
Буферные системы
буферные системы образованы буферными растворами
буферные – растворы, рН которых почти не меняется
при разбавлении или добавлении небольших количеств к-ты или основания
ПР: ацетатный СН3СООН + СН3СООNa
гидрокарбонатный Н2СО3 + NaНСО3
аммиачный NН4ОН + NH4Cl
фосфатный NaH2PO4 + Na2HPO4
бикарбонатный NaНСО3 + Na2СО3
согласно протонной теории буферные системы - сопряженные кислотно-основные пары B/BH+ и НА/А-
B + H+ Û BH+ HA Û H+ + A-
основание сопряженная к-та к-та сопряженное основание
в живых организмах буферные системы поддерживают кислотно-основный гомеостаз
кислотно-основный гомеостаз - кислотно-основное равновесие внутренней среды организма
рН внутренней среды организма должен быть оптимальным для биохимических реакций
для человека физиологическое значение pH=7,4
кислотно-основное равновесие поддерживают буферные свойства крови и механизмы коррекции
62)Классификация буферных систем.
буферные системы различают по компонентам:
- слабая кислота и ее соль, образованная сильным основанием – буферная система кислотного типа
ПР: ацетатный буфер СН3СООН + СН3СООNa
гидрокарбонатный буфер Н2СО3 + NaНСО3
по теории Берстреда буферная система кислотного типа - сопряженная кислотно-основная пара НА/А-
ПР: ацетатный буфер СН3СООН/СН3СОО-
гидрокарбонатный буфер Н2СО3/НСО3-
- слабое основание и его соль, образованная сильной кислотой – буферная система основного типа
ПР: аммиачный буфер NН4ОН + NH4Cl
по теории Берстреда буферная система основного типа - сопряженная кислотно-основная пара B/BH+
ПР: аммиачный буфер NН4ОН/NH4+
- соли слабых многоосновных кислот – буферная система кислотного типа
ПР: фосфатный буфер NaH2PO4 + Na2HPO4
бикарбонатный буфер NaНСО3 + Na2СО3
по теории Берстреда буферная система кислотного типа - сопряженная кислотно-основная пара НА/А-
ПР: фосфатный буфер H2PO-/HPO42-
бикарбонатный буфер НСО3-/СО32-
- амфолиты – буферная система кислотного типа
ПР: аминокислотный буфер
белковый буфер
63)Механизм действия ацетатного буфера.
ацетатный буфер состоит из уксусной кислоты СН3СООН и ацетата натрия СН3СООNa
- уксусная кислота – слабый электролит
СН3СООН Û СН3СОО- + Н+
где Ка=1,85×10-5 - коэффициент диссоциации уксусной кислоты
- ацетат натрия – сильный электролит
СН3СООNa® СН3СОО- + Na+
ацетат натрия увеличивает концентрацию аниона СН3СОО-
равновесие реакции СН3СООН Û СН3СОО- + Н+ смещается влево
диссоциация уксусной кислоты тормозится
практически, анион СН3СОО- образуется только путем диссоциации ацетата натрия СН3СООNa
молярная концентрация аниона СН3СОО- равна молярной концентрации соли [СН3СОО-]=[СН3СООNa]
- рН ацетатного буфера определяет Ка=1,85×10-5 и соотношение концентрации уксусной кислоты и ацетата натрия
уравнение Гендерсона-Гассельбаха для расчета рН буферных систем кислотного типа
где рК – показатель кислотности уксусной кислоты
- при разбавлении ацетатного буфера соотношение концентрации кислоты и соли не меняется,
поэтому при разбавлении рН ацетатного буфера сохранится
- при добавлении кислоты идет реакция кислоты и ацетата натрия
СН3СОО- + Na+ + H+ + Cl-® СН3СООH + Na+ + Cl-
катионы водорода H+ связываются анионами уксусной кислоты СН3СОО- + H+ ® СН3СООH
рН ацетатного буфера изменится за счет увеличения концентрации уксусной кислоты и уменьшения соли
механизм изменения рН:
*хотя образуется избыток уксусной кислоты СН3СООH и равновесие реакции СН3СООН Û СН3СОО- + Н+ смещается вправо,
но по закону Освальда повышение концентрации СН3СООH снижает степень ее диссоциации,
и концентрация катионов водорода H+ увеличивается незначительно,
поэтому при добавлении кислоты рН ацетатного буфера, практически, не изменится
- при добавлении основания идет реакция основания и уксусной кислоты
СН3СООH + Na+ + ОН-® СН3СОО- + Na+ + Н2О
гидроксид-ионы ОH- связываются катионами водорода уксусной кислоты ОН- + H+ ® Н2О
рН ацетатного буфера изменится за счет увеличения концентрации соли и уменьшения концентрации кислоты
механизм изменения рН:
*хотя образуется избыток аниона уксусной кислоты СН3СОО- и
равновесие реакции СН3СООН Û СН3СОО- + Н+ смещается влево,
но по закону Освальда снижение концентрации СН3СООH повышает степень ее диссоциации,
и концентрация катионов водорода H+ уменьшается незначительно,
*хотя уксусная кислота расходуется,
но диссоциируют на катионы водорода H+ только часть молекул кислоты,
которая восполняется за счет недиссоциирующих молекул, и диссоциация не прекращается,
поэтому при добавлении основания рН ацетатного буфера, практически, не изменится
- при добавлении небольших количеств кислот-щелочей изменение рН ацетатного буфера невелико
при добавлении больших количеств кислот-щелочей изменение рН ацетатного буфера значительно
Механизм действия фосфатного буфера.Уравнение Гендерсона-Гассельбаха.
фосфатный буфер состоит из солей ортофосфорной кислоты: однозамещенной NaH2PO4 и двузамещенной Na2HPO4
- соли ортофосфорной кислоты – сильные электролиты
Na2HPO4® NaHPO4- + Na+ NaHPO4-® HPO42-+ Na+ HPO42-Û PO43-+ Н+(эта стадия практически, не идет)
NaH2PO4® H2PO4- + Na+ H2PO4-Û HPO42-+ Н+ HPO42-Û PO43-+ Н+(эта стадия практически, не идет)
важно, что H2PO4- - слабая кислота и слабый электролит, NaHPO4- - сильный электролит
- H2PO4- - слабый электролит
H2PO4-Û HPO42-+ Н+
где Ка - коэффициент диссоциации кислоты H2PO4-
- NaHPO4- - сильный электролит
NaHPO4-® HPO42-+ Na+
NaHPO4-увеличивает концентрацию аниона HPO42-
равновесие реакции H2PO4-Û HPO42-+ Н+ смещается влево
диссоциация H2PO4- тормозится
практически, анион HPO42- образуется только путем диссоциации NaHPO4-
молярная концентрация аниона HPO42- равна молярной концентрации соли [HPO42-]=[NaHPO4-]
- рН фосфатного буфера определяет Ка и соотношение концентрации H2PO4-и NaHPO4-
уравнение Гендерсона-Гассельбаха для расчета рН буферных систем кислотного типа
где рК – показатель кислотности кислоты H2PO4-
- при разбавлении фосфатного буфера соотношение концентрации кислоты и соли не меняется,
поэтому при разбавлении рН фосфатного буфера сохранится
- при добавлении кислоты идет реакция кислоты и NaHPO4-
HPO42-+ Na+ + H+ + Cl- ® H2PO4- + Na+ + Cl-
катионы водорода H+ связываются анионами HPO42-+ H+ ® H2PO4-
рН фосфатного буфера изменится за счет увеличения концентрации H2PO4- и уменьшения HPO42-
механизм изменения рН:
*хотя образуется избыток H2PO4- и
равновесие реакции H2PO4-Û HPO42-+ Н+ смещается вправо,
но по закону Освальда повышение концентрации H2PO4- снижает степень ее диссоциации,
и концентрация катионов водорода H+ увеличивается незначительно,
поэтому при добавлении кислоты рН фосфатного буфера, практически, не изменится
- при добавлении основания идет реакция основания и H2PO4-
H2PO4- + Na+ + ОН- ® HPO42- + Na+ + Н2О
гидроксид-ионы ОH- связываются катионами водорода ОН- + H+ ® Н2О
рН фосфатного буфера изменится за счет увеличения концентрации соли и уменьшения концентрации кислоты
механизм изменения рН:
*хотя образуется избыток аниона HPO42- и
равновесие реакции H2PO4-Û HPO42-+ Н+ смещается влево,
но по закону Освальда снижение концентрации HPO42- повышает степень ее диссоциации,
и концентрация катионов водорода H+ уменьшается незначительно,
*хотя HPO42- расходуется,
но диссоциируют на катионы водорода H+ только часть молекул кислоты,
которая восполняется за счет недиссоциирующих молекул, и диссоциация не прекращается,
поэтому при добавлении основания рН фосфатного буфера, практически, не изменится
- при добавлении небольших количеств кислот-щелочей изменение рН фосфатного буфера невелико
при добавлении больших количеств кислот-щелочей изменение рН фосфатного буфера значительно