Буферные системы, механизм действия. Буферные системы крови и слюны.
Буферный раствор – раствор, содержащий протолитическую равновесную систему, способную поддерживать
постоянное значение рН при разбавлении или добавлении небольших количеств кислоты или основания.
Кислотно-основное равновесие
• НА |
|
Н+ + А- |
В + Н+ |
ВН+ |
|
||||
кислота |
|
сопряженное |
основание |
сопряженная |
|
|
основание |
|
кислота |
• |
А- / НА |
Буферные системы |
• |
В / ВН+ |
|
БУФЕРНЫЕ СИСТЕМЫ
кислотные |
основные |
ацетатная – СН3СОО-/СН3СООН |
аммиачная – NH4OH/NH4Cl |
1.СН3СООН |
|
СН3СОО- + Н+ |
NH4+ + Н2О |
NH4OH + Н+ |
|
2.СН3СООNa |
|
СН3СОО- + Na+ |
NH4Cl |
|
NH4+ + Сl- |
|
|
Уравнение Гендерсона -Хассельбаха
•Для кислотных буферных систем
|
n( 1 |
z |
cî ëè) |
Ñ( 1 |
z |
cî ëè) V |
|||||
pH pKa lg |
|
|
|
|
èëè pH pKa lg |
|
|
|
ñî ëè |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
n( 1 |
|
кисло т ы ) |
|
|
кисло т ы ) V |
||||||
|
z |
Ñ( 1 |
z |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кисло т ы |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
•Для основных буферных систем
|
n( 1 |
z |
cî ëè) |
|
|
Ñ( 1 |
z |
cî ëè) V |
|||
pH 14 pKâ lg |
|
|
|
|
èëè pH 14 pKâ lg |
|
|
|
ñî ëè |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
n( 1 |
|
î ñí î âàí èÿ) |
|
|
î ñí î âàí èÿ) V |
||||||
|
z |
Ñ( 1 |
z |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
î ñí î âàí èÿ |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Механизм действия буферных систем
СН3СОО-/СН3СООН
СН3СООН + Н2О
СН3СОО- + Н3О+
СН3СОО + Н2О 
СН3СОО- + ОН-
1)Добавление сильной кислоты СН3СООН
|
+ Н+ |
|
|
СН3СООН – слабая кислота |
|
|
|
||
|
сильная |
|
|
|
|
|
|
|
|
СН3СОО- кислота |
|
|
|
|
ВЫВОД: добавление сильной кислоты не изменяет рН буферной системы
2) Добавление сильного основания
СН3СООН |
|
|
|
|
|
|
+ ОН- |
|
|
СН3СОО- + Н2О |
|
|
|
||||
|
|
|
|||
СН3СОО- |
сильное |
|
|
слабый |
|
основание |
|
|
электролит |
||
|
|
|
|
|
|
ВЫВОД: добавление сильного основания не изменяет рН буферной системы
3) Разбавление
Ñ( 1 |
z |
cî ëè) V |
|||
pH pKa lg |
|
|
|
ñî ëè |
|
|
|
|
|
||
|
|
кисло т ы ) V |
|||
Ñ( 1 |
z |
||||
|
|
|
|
кисло т ы |
|
|
|
|
|
|
|
•Предел – пока концентрация компонентов буферных растворов не станет меньше 0,01 моль/л.
Буферная емкость
•Это величина, характеризующая способность буферного раствора противодействовать изменению рН среды при добавлении кислот и оснований.
•Это количество вещества эквивалента сильного протолита (кислоты или щелочи), которое нужно добавить к 1 л буферного раствора, чтобы изменить величину рН на 1.
|
n( 1 |
z |
x) |
|
Ñ( 1 |
z |
x) V |
|
B |
|
|
ì î ëü / ë èëè B |
|
x |
ì î ëü / ë |
||
|
|
|
|
|
||||
pH V |
pH |
V |
||||||
|
|
|
á. ð. |
|
|
|
á. ð. |
|
|
по кислоте |
по щелочи |
||||||
Ba |
n( 1 |
z |
Í À) |
ì î ëü / ë |
Bb |
n( 1z |
Â) |
ì î ëü / ë |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
||||
|
pH Vá. ð. |
|
pH Vá. ð. |
|||||
Буферная емкость зависит:
1.от концентрации компонентов буферной системы;
2.от соотношения концентраций компонентов буферного раствора
Буферная емкость не постоянна в интервале буферного действия
Интервал буферного действия: рН=рКа 1