Буферные растворы

1.

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ УКРАИНЫ
Запорожский государственный
медицинский университет
Кафедра физколоидной химии
Буферные
растворы

2.

Введение
Буферный раствор – раствор с определённой
устойчивой концентрацией водородных ионов,
содержащий слабую кислоту и ее растворимую соль.
Являясь компонентами буферных систем организма,
ионы определяют их свойства – способность
поддерживать рН на постоянном уровне

3.

Буферные растворы
Название
буфера
Состав
Диапазон рН
Ацетатный
СН3СООNa
СН3СООH
3,7-5,6
Аммиачный
NH4OH
NH4Cl
8,4-10,3
Фосфатный
NaH2PO4
Na2HPO4
5,4-8,0

4.

Уравнение
Гендерсона - Гассельбаха
Уравнение Гендерсона-Гассельбаха (1908) математическое (аналитическое) выражение,
характеризующее возможности буферной системы.
Уравнение показывает как зависит кислотноосновное равновесие буферного раствора от свойств
компонентов кислотно-основной буферной системы и
от количественного соотношения этих компонентов в
растворе.
рН = рКа – lg [кислота ]/[основание ]
рН = рКа + lg [основание]/[кислота ]
Это уравнение используют для расчета pH
различных буферных растворов

5.

Буферная емкость
Буферная емкость – это
число эквивалентов сильной
кислоты или основания, необходимое
для смещения рН одного литра буферного
раствора на 1 единицу.
Буферная емкость максимальна при соотношении
кислоты и соли 1:1. В этом случае pH = pK.
Чем выше концентрация раствора, тем больше его
буферная емкость.

6.

Требования, предъявляемые к
буферным растворам
Обладать достаточной буферной емкостью в
требуемом диапазоне значений рН.
Обладать высокой степенью чистоты.
Хорошо растворяться в воде и не проникать через
биологические мембраны.
Обладать устойчивостью к действию ферментов и
гидролизу.
рН буферных растворов должен как можно меньше
зависеть от их концентрации, температуры и ионного или
солевого состава среды.
Не оказывать токсического или ингибирующего
действия.
Не поглощать свет в видимой или
ультрафиолетовой областях спектра.

7.

Ацетатный буфер
СН3СООNa→СН3СОО- + Na+ (полностью
диссоциирует)
СН3СООH ↔ СН3СОО- + H+ (частично диссоциирует)
Механизм действия.
Если прибавить сильную кислоту:
СН3СОО- + H+ ↔ СН3СООH
Если прибавить щелочь:
СН3СООH +ОН-→ СН3СОО- + Н2О
рН = рКа – lg [кислота ]/ [основание]
рН = рКа + lg [основание ]/ [кислота ]

8.

Аммиачный буфер
NH4OH ↔ NH4+ + OHNH4Cl → NH4+ + ClМеханизм действия.
Если прибавить сильную кислоту:
NH3 + HCl ↔ NH4Cl
Если прибавить щелочь:
NH4+ + ОН- ↔ NH4OH
рН = 14 - рКв + lg [основание ]/[кислота ]

9.

Буферные системы крови
Буферные системы крови (от англ. buffer, buff смягчать удар) - физиологические системы и
механизмы, обеспечивающие кислотно-основное
равновесие в крови. Они являются «первой линией
защиты», препятствующей резким перепадам pH
внутренней среды живых организмов.
Буферные системы крови слагаются из буферных
систем плазмы и клеток крови и представлены:
бикарбонатная буферная система;
фосфатная буферная система;
белковая буферная система;
гемоглобиновая буферная система.

10.

Бикарбонатная буферная система
Бикарбонатная буферная система – мощная и,
пожалуй, самая управляемая система внеклеточной
жидкости и крови.
На долю бикарбонатного буфера приходится около
10% всей буферной емкости крови.
Бикарбонатная система представляет собой
сопряженную кислотно-основную пару, состоящую из
молекулы угольной кислоты Н2СО3, выполняющую
роль донора протона, и бикарбонат-иона НСО3-,
выполняющего роль акцептора протона:

11.

Фосфатный буфер
Интересная особенность фосфатного буфера состоит в
том, что оба его компонента являются сильными
электролитами, но несмотря на это буфер
удовлетворяет требованиям, предъявляемым к
буферным системам, состоящим из слабых кислот и их
солей с сильным основанием.
Механизм действия.
Если прибавить сильную кислоту:
2 Na++HPO42–+H++Cl - NaH2PO4+Na++Cl Если прибавить щелочь:
NaH2PO4 + NaOH Na2HPO4 + H2O

12.

Белковая буферная система
Белковая буферная система имеет меньшее
значение для поддержания КОР в плазме крови, чем
другие буферные системы.
Белки образуют буферную систему благодаря
наличию кислотно-основных групп в молекуле белков:
белок - Н+ (кислота, донор протонов) и белок
(сопряженное основание, акцептор протонов).
Белковая буферная система плазмы крови
эффективна в области значений рН 7,2–7,4.

13.

Гемоглобиновая буферная
система
Гемоглобиновая буферная система - наиболее
ёмкий буфер крови - составляет более половины
всей её буферной ёмкости.
Гемоглобиновый буфер состоит из кислого
компонента - оксигенированного Нb - Нb02 и
основного – неоксигенированного Hb.
Нb02 примерно в 80 раз сильнее диссоциирует с
отдачей в среду Н+, чем Нb. Соответственно, он
больше связывает катионов, главным образом К+.
Механизм действия (общий)
Hb- + H+ = HHb
HHbO2 + OH- = H2O + HbO2-