Правила гидролиза:

1. Сильное побеждает слабое (см. примеры приведенные выше).

2. При повышении температуры гидролиз усиливается (по правилу Ле Шателье т.к. гидролиз – реакция эндотермическая).

3. При повышении концентрации соли гидролиз уменьшается (опять по правилу Ле Шателье).

Вывод: растворы солей лучше хранить в концентрированном виде в холодном месте.

9*. При метаболизме (в процессах окисления, и др.) в клетках образуются различные кислоты. Большинство из них окисляется и затем выделяется клетками в виде углекислого газа (а это тоже угольная кислота!), который при помощи фермента карбогидразы связывается в эритроцитах с гемоглобином и переносится в легкие. Кроме того, в процессе окисления образуются нелетучие кислоты (молочная, пировиноградная, уксусная и т.д.), за сутки – 1ммоль/л ионов водорода на 1 кг массы тела при нормальном питании. Если бы это проходило без контроля организма, то за сутки рН плазмы снизился бы до 2,7. Это привело бы к гибели живого организма. Внутренние среды организма являются водными растворами. рН этих растворов оказывает влияние на жизнедеятельность клеток и организма в целом. Поэтому живой организм вынужден все время нейтрализовать образующиеся кислоты, чтобы подержать определенную концентрацию ионов водорода в различных тканях и органах. Это исключительное свойство живых организмов, их способность поддерживать постоянство рН биологических жидкостей, тканей и органов называют кислотно-основным равновесием или гомеостазом. Кислотно-основный гомеостаз обеспечивается работой выделительных систем организма (почки, легкие) и наличием нескольких буферных систем, входящих в состав различных тканей.

Но прежде чем говорить о буферных системах организма, давайте разберемся: а что это такое - буферные растворы?

Растворы, содержащие смесь слабого электролита и его соли, сохраняющие характерные для него значения pH при разбавлении, добавлении сильных кислот или щелочей, называются буферными. Простейший буферный раствор - это смесь слабой кислоты и соли, имеющей с этой кислотой общий анион (например, смесь уксусной кислоты СН₃СООН и ацетата натрия СН₃СООNa), либо смесь слабого основания и соли, имеющей с этим основанием общий катион (например, смесь гидроксида аммония NH₄OH с хлоридом аммония NH₄Cl).

Буферное действие раствора обусловлено смещением кислотно-основного равновесия в растворе слабого электролита за счет связывания добавляемых в раствор ионов Н⁺ и ОН^-, в результате реакции этих ионов и компонентов буферной системы с образованием малодиссоциированных продуктов. Однако буферные растворы сохраняют постоянство pH только до прибавления определенного количества сильной кислоты или щелочи, то есть буферные растворы обладают определенной «емкостью». Буферная емкость определяется количеством эквивалентов сильной кислоты или основания, которые необходимо добавить к 1 л буферного раствора, чтобы изменить его pH на единицу. Т. е. это величина, характеризующая способность буферного раствора противодействовать смещению реакции среды при добавлении сильных кислот или сильных оснований.

Рабочий участок буферной системы, т. е. значения рН при которых буферная система способна противодействовать изменению рН при добавлении кислот и щелочей, имеет протяженность приблизительно одну единицу рН с каждой стороны от точки рН = рК_а. Вне этого интервала буферная емкость быстро падает до 0. Интервал рН = рК_а +1 называется зоной буферного действия. Буферные растворы широко используются в медицине, для создания среды с определенным уровнем рН.

10*. Буферные системы организма. Бикарбонатная – главная буферная система организма. Она состоит из двух кислотно-основных частей, находящихся в динамическом равновесии. Поэтому такая система имеет достаточно большую емкость и широкую зону буферного действия.

Н₂О + СО₂ Н₂СО₃ Н⁺ + НСО₃^-

Особенность бикарбонатной системы в том, что она открыта. Это означает, что она непосредственно связана с выделительными системами организма. Избыток ионов водорода связывается с бикарбонатом, образующийся углекислый газ стимулирует дыхательный центр, вентиляция легких повышается, и излишки углекислого газа удаляются при дыхании. Чем больше в клетках образуется ионов водорода, тем больше расход бикарбонатного буфера. На этом этапе метаболизма подключаются почки, которые выводят с мочой избыток ионов водорода, и синтезируют бикарбоната.

Активно функционируют в крови и внутри клеток небикарбонатные системы. К ним относится фосфатный буфер, который может действовать как в составе органических молекул, так и в качестве свободных ионов. Одна его молекула способна связывать до трех ионов водорода (трехосновная кислота!), поэтому буферная емкость фосфатного буфера достаточно велика и имеет широкую зону буферного действия. Наличие аминокислот и белков в клетках и межклеточной жидкости говорит о том, что там могут существовать и различные белковые буферные системы. В зависимости от имеющейся величины рН белковая буферная системы может связывать как гидроксильные группы, так и ионы водорода. Третья часть буферной емкости крови приходится на белок гемоглобин. Каждая молекула гемоглобина может нейтрализовать несколько ионов водорода. Когда кислород переходит из гемоглобина в ткани, способность гемоглобина связывать ионы водорода возрастает и наоборот: когда в легких происходит оксигенация гемоглобина, он теряет присоединенные ионы водорода. Освободившиеся Н⁺ реагируют с бикарбонатом, и в результате образуется углекислый газ и вода. Т.е. восстановление гемоглобинового буфера в организме идет за счет бикарбонатного.

Дисбаланс рН может проявляться повышенной концентрацией ионов Н⁺ - ацидоз, или пониженной – алкалоз. При алкалозе ЖКТ пища усваивается медленнее, токсины проникают из кишечника в кровь. Могут появиться проблемы с кожей и печенью. Появляется сильный и неприятный запах изо рта и от тела. Активизируются паразиты и бактерии в кишечнике. Но в большинстве случаев, и в ЖКТ и в других органах и тканях, мы имеем дело с ацидозом. В этом состоянии организм плохо усваивает минералы, от недостатка ионов натрия, калия, кальция и магния страдают жизненно важные органы. Появляются заболевания сердечно-сосудистой системы: спазм сосудов, гипоксия. Развивается ожирение и диабет; заболевания почек и мочевого пузыря; снижается иммунитет. Появляется хрупкость костей, вплоть до спонтанных переломов, боли в мышцах и суставах, связанные с накоплением молочной кислоты.