Занятие № 7 (Лабораторная работа) Тема: Кислотно-основное равновесие. Буферные системы

Одним из свойств внутренней среды организма является постоянство концентрации ионов водорода. Сохранение постоянства концентрации связано с рядом физико-химических и физиологических механизмов. Уровень pH среды в организме зависит от веществ, поступающих извне, различных кислотных и щелочных веществ, которые образуются в результате метаболизма в качестве промежуточных продуктов. Однако ресурсы, сохраняющие кислотно-щелочное равновесие сохраняют постоянство среды системы. В основном за это ответственны буферные системы организма. Большое теоретическое и практическое значение имеет знание механизма их действия, определение рН, буферной емкости, определение количества кислот и оснований в реакционной среде.

Свойство растворов сохранять постоянство значения pH среды называется буферным действием. Растворы обладающие буферным действием называются буферными растворами. Буферные растворы бывают состоящими из :

1. Смеси слабой кислоты и соли, образованной этой кислотой с сильным основанием

2. Смесь слабого основания и соли, образованной этим основанием с сильной кислотой

Например:

CH₃COOH + CH₃COONa - ацетатный буферный раствор

H₂CO₃ + NaHCO₃ - бикарбонатный буферный раствор

Na₂HPO₄ + NaH₂PO₄– фосфатный буферный раствор

NH₄OH +NH₄Cl – аммиачный буферный раствор

PtCOOH + PtCOONa – белковый буферный раствор

HHb + KHb – гемоглобинный буферный раствор

HHBO₂ + KHBO₂ – оксигемоглабинный буферный раствор

В человеческом организме постоянство pH среды в биологических жидкостях сохраняется благодаря вышеперечисленным буферным растворам, за исключением ацетатного и аммиачного буферных растворов.

Механизм действия буферных систем. Действие буферных систем заключается в образовании слабого электролита, вместо сильного. Например, в ацетатной буферной системе уксусная кислота диссоциирует как слабый электролит, а ацетат натрия - как сильный.

CH₃COOH CH₃COO^- + H⁺

CH₃COONa CH₃COO^- + Na⁺

Если в данную буферную систему добавить HCl, один из компонентов смеси соединяется с ионами CH₃COO^- образуя слабый электролит CH₃COOH:

CH₃COO^- + H⁺ CH₃COOH

Как видно из уравнения, сильная кислота заменяется слабой кислотой в эквивалентном количестве (в данном случае HCl заменяется на CH₃COOH).