Лекция Буферные растворы

Буферные растворы – растворы, которые поддерживают практически постояным рН раствора при добавлении к ним небольших количеств сильных кислот или щелочей, а также при разбавлении.

Примеры буферных растворов.

Компоненты находятся в соотношении 1:1

НСООН, НСООNa

Формиатная буфернвая смесь

рН = 3,7

Ацетатная буферная смесь.

СН₃СООН, СН₃СООNа

рН= 4,7

Фосфaтная буферная смесь

NaH₂PO₄, Na₂HPO₄

pH = 6,8

Аммонийная буферная смесь

NH₄OH, NH₄CI

pH = 9,3

Индивидуальные вещества

Бура: Na₂B₄O₇ 10H₂O

Концентрированные растворы кислот и щелочей.

В организме человека присутствуют: гидрокарбонатная, фосфатная, аминокислотная, белковая буферные растворы.

Гидрокарбонатная : H₂CO₃; NaHCO₃ рН = 7,4

Мощная буферная система крови.

Длительное смешение рН даже на десятые доли приводит к смерти.

Фосфатная буферная смесь – основа буферной системы тканей и некоторых биологических жидкостей.

Белковая буферная смесь.

R-COOH

R-COONa

Белки плазмы, гемоглобин, оксигемоглобин

Нв НвО₂

КНв КНвО₂

Механизм действия буферной системы

Свойство буферной смеси сохранять постоянным рН основано на взаимодействии компонентов буферной смеси с добавленой сильной кислотой или сильным основанием с образованием малодиссоциированных соединений.

В результате этого взаимодействия происходит связывание вводимых Н⁺ или ОН^- ионов в молекулы слабых электролитов.

В кровь попала кислота, рН должен понизиться.

HCI + NaHCO₃ = NaCI + H₂CO₃

H⁺ ₊ HCO₃^- = H₂CО₃

В кровь попала щелочь, рН должен увеличиться.

NaOH + H₂CO₃ = H₂O + NaHCO₃

OH^- + H₂CO₃ = H₂O + HCO₃^-

Добавленные ОН^- ионы связались в малодиссоциированное соединение – молекулу воды.

рН = рК _{кислоты} – lg

При разбавлении рН не меняется,так как знаменатель и числитель изменяются в одно и тоже число раз.

РН некоторых биологических жидкостей.

Желудочный сок 1,85 0,15

Кишечный сок 6,4 0,4

Слюна 6,6 0,3

Желчь 6,9 0,4

Плазма артериальной крови 7,4 0,04

Сок поджелудочной железы 7,65 0,55

Слезная жидкость 7,7 0,1

Моча 5,8

Кожа 5,7

Буферные растворы отличаются буферной емкостью, т.к. компоненты буферной смеси расходуются и при добавлении большого количества сильной кислоты или щелочи рН может изменяться.

Буферная емкость – это количество моль сильной кислоты (или основания), которое надо прибавить к 1л буферной смеси, чтобы изменить её рН на единицу.

Чем большее число моль кислоты или щелочи можно добавить, тем более ёмкий буфер.

Буферная ёмкость зависит от концентрации компонентов, чем больше концентрация, тем больше буферная ёмкость.