Банк рефератов содержит более 364 тысяч рефератов, курсовых и дипломных работ, шпаргалок и докладов по различным дисциплинам: истории, психологии, экономике, менеджменту, философии, праву, экологии. А также изложения, сочинения по литературе, отчеты по практике, топики по английскому.
Полнотекстовый поиск
Всего работ:
364150
Теги названий
Разделы
Авиация и космонавтика (304)
Административное право (123)
Арбитражный процесс (23)
Архитектура (113)
Астрология (4)
Астрономия (4814)
Банковское дело (5227)
Безопасность жизнедеятельности (2616)
Биографии (3423)
Биология (4214)
Биология и химия (1518)
Биржевое дело (68)
Ботаника и сельское хоз-во (2836)
Бухгалтерский учет и аудит (8269)
Валютные отношения (50)
Ветеринария (50)
Военная кафедра (762)
ГДЗ (2)
География (5275)
Геодезия (30)
Геология (1222)
Геополитика (43)
Государство и право (20403)
Гражданское право и процесс (465)
Делопроизводство (19)
Деньги и кредит (108)
ЕГЭ (173)
Естествознание (96)
Журналистика (899)
ЗНО (54)
Зоология (34)
Издательское дело и полиграфия (476)
Инвестиции (106)
Иностранный язык (62792)
Информатика (3562)
Информатика, программирование (6444)
Исторические личности (2165)
История (21320)
История техники (766)
Кибернетика (64)
Коммуникации и связь (3145)
Компьютерные науки (60)
Косметология (17)
Краеведение и этнография (588)
Краткое содержание произведений (1000)
Криминалистика (106)
Криминология (48)
Криптология (3)
Кулинария (1167)
Культура и искусство (8485)
Культурология (537)
Литература : зарубежная (2044)
Литература и русский язык (11657)
Логика (532)
Логистика (21)
Маркетинг (7985)
Математика (3721)
Медицина, здоровье (10549)
Медицинские науки (88)
Международное публичное право (58)
Международное частное право (36)
Международные отношения (2257)
Менеджмент (12491)
Металлургия (91)
Москвоведение (797)
Музыка (1338)
Муниципальное право (24)
Налоги, налогообложение (214)
Наука и техника (1141)
Начертательная геометрия (3)
Оккультизм и уфология (8)
Остальные рефераты (21697)
Педагогика (7850)
Политология (3801)
Право (682)
Право, юриспруденция (2881)
Предпринимательство (475)
Прикладные науки (1)
Промышленность, производство (7100)
Психология (8694)
психология, педагогика (4121)
Радиоэлектроника (443)
Реклама (952)
Религия и мифология (2967)
Риторика (23)
Сексология (748)
Социология (4876)
Статистика (95)
Страхование (107)
Строительные науки (7)
Строительство (2004)
Схемотехника (15)
Таможенная система (663)
Теория государства и права (240)
Теория организации (39)
Теплотехника (25)
Технология (624)
Товароведение (16)
Транспорт (2652)
Трудовое право (136)
Туризм (90)
Уголовное право и процесс (406)
Управление (95)
Управленческие науки (24)
Физика (3463)
Физкультура и спорт (4482)
Философия (7216)
Финансовые науки (4592)
Финансы (5386)
Фотография (3)
Химия (2244)
Хозяйственное право (23)
Цифровые устройства (29)
Экологическое право (35)
Экология (4517)
Экономика (20645)
Экономико-математическое моделирование (666)
Экономическая география (119)
Экономическая теория (2573)
Этика (889)
Юриспруденция (288)
Языковедение (148)
Языкознание, филология (1140)

Реферат: Кислотно-основные буферные системы и растворы

Название: Кислотно-основные буферные системы и растворы
Раздел: Рефераты по биологии
Тип: реферат Добавлен 17:10:59 04 марта 2005 Похожие работы
Просмотров: 13141 Комментариев: 3 Оценило: 9 человек Средний балл: 4 Оценка: 4     Скачать

Буферными называют растворы, рН которых практически на изменяется от добавления к ним небольших количеств сильной кислоты или щелочи, а также при разведении. Простейший буферный раствор – это смесь слабой кислоты и соли, имеющей с этой кислотой общий анион (например, смесь уксусной кислоты СН3 СООН и ацетата натрия СН3 СООNa), либо смесь слабого основания и соли, имеющей с этим основанием общий катион (например, смесь гидроксида аммония NH4 OH с хлоридом аммония NH4 Cl).

С точки зрения протонной теории1 буферное действие растворов обусловлено наличием кислотно-основного равновесия общего типа:

Воснование + Н+ Û ВН+ сопряженная кислота

НАкислота Û Н+ + А- сопряженное основание

Сопряженные кислотно-основные пары В /ВН+ и А- /НА называют буферными системами.

Буферные растворы играют большую роль в жизнедеятельности. К числу исключительных свойств живых организмов относится их способность поддерживать постоянство рН биологических жидкостей, тканей и органов – кислотно-основной гомеостаз. Это постоянство обусловлено наличием нескольких буферных систем, входящих в состав этих тканей.

Классификация кислотно-основных буферных систем. Буферные системы могут быть четырех типов:

Слабая кислота и ее анион А- /НА:

ацетатная буферная система СН3 СОО- /СН3 СООН в растворе СН3 СООNa и СН3 СООН, область действия рН 3, 8 – 5, 8.

Водород-карбонатная система НСО3 -2 СО3 в растворе NaНСО3 и Н2 СО3 , область её действия – рН 5, 4 – 7, 4.

Слабое основание и его катион В/ВН+ :

аммиачная буферная система NH3 /NH4 + в растворе NH3 и NH4 Cl,

область ее действия – рН 8, 2 – 10, 2.

Анионы кислой и средней соли или двух кислых солей:

карбонатная буферная система СО3 2- /НСО3 - в растворе Na2 CO3 и NaHCO3 ,область ее действия рН 9, 3 – 11, 3.

фосфатная буферная система НРО4 2-2 РО4 - в растворе Nа2 НРО4 и NаН2 РО4 , область ее действия рН 6, 2 – 8, 2.

Эти солевые буферные системы можно отнести к 1-му типу, т. к. одна из солей этих буферных систем выполняет функцию слабой кислоты. Так, в фосфатной буферной системе анион Н2 РО4 - является слабой кислотой.

4. Ионы и молекулы амфолитов. К ним относят аминокислотные и белковые буферные системы. Если аминокислоты или белки находятся в изоэлектрическом состоянии (суммарный заряд молекулы равен нулю), то растворы этих соединений не являются буферными. Они начинают проявлять буферное действие, когда к ним добавляют некоторое количество кислоты или щелочи. Тогда часть белка (аминокислоты) переходит из ИЭС в форму “белок-кислота” или соответственно в форму “белок-основание”. При этом образуется смесь двух форм белка: (R – макромолекулярный остаток белка)

а) слабая “белок-кислота” + соль этой слабой кислоты:

СОО- СООН

R – СН + Н+ ÛR – СН

N+ Н3 N+ Н3

основание А- сопряженная кислота НА

(соль белка-килоты) (белок-кислота)

б) слабое “белок-основание” + соль этого слабого основания:

СОО- СОО-

R – СН + ОН- ÛR – СН + Н2 О

N+ Н3 2

кислота ВН+ сопряженное основание В

(соль белка-основания) (белок-основание)

Таким образом, и этот тип буферных систем может быть отнесен соответственно к буферным системам 1-го и 2-го типов.

Механизм буферного действия можно понять на примере ацетатной буферной системы СН3 СОО- /СН3 СООН, в основе действия которой лежит кислотно-основное равновесие:

СН3 СООН Û СН3 СОО- + Н+ ;(рКа = 4, 8)

Главный источник ацетат-ионов – сильный электролит СН3 СООNa:

СН3 СООNa® СН3 СОО- + Na+

При добавлении сильной кислоты сопряженное основание СН3 СОО- связывает добавочные ионы Н+ , превращаясь в слабую уксусную кислоту:

СН3 СОО- + Н+ ÛСН3 СООН

(кислотно-основное равновесие смещается влево, по Ле Шателье)

Уменьшение концентрации анионов СН3 СОО- точно уравновешивается повышение концентрации молекул СН3 СООН. В результате происходит небольшое изменение в соотношении концентраций слабой кислоты и ее соли, а следовательно, и незначительно изменяется рН.

При добавлении щелочи протоны уксусной кислоты (резервная кислотность) высвобождаются и нейтрализуются добавочные ионы ОН- , связывая их в молекулы воды:

СН3 СООН + ОН- Û СН3 СОО- + Н2 О

(кислотно-основное равновесие смещается вправо, по Ле Шателье)

В этом случае также происходит небольшое изменение в соотношении концентраций слабой кислоты и ее соли, а следовательно, и незначительное изменение рН. Уменьшение концентрации слабой кислоты СН3 СООН точно уравновешивается повышение концентрации анионов СН3 СОО- .

Аналогичен механизм действия и других буферных систем. Например, для белкового буферного раствора, образованного кислой и солевой формами белка, при добавлении сильной кислоты ионы Н+ связываются солевой формой белка:

СОО- СООН

R – СН + Н+ ®R – СН

N+ Н3 N+ Н3

Количество слабой кислоты при это незначительно увеличивается, а солевой формы белка – эквивалентно уменьшается. Поэтому рН остается практически постоянным.

При добавлении щелочи к этому буферному раствору ионы Н+ , связанные в "белке – кислоте", высвобождаются и нейтрализуют добавленные ионы ОН- :

СООН СОО-

R – СН + ОН- ®R – СН + Н2 О

N+ Н3 2

Количество солевой формы белка при этом незначительно увеличивается, а "белка – кислоты" – эквивалентно уменьшается. И поэтому рН практически не изменится.

Таким образом, рассмотренные системы показывают, что буферное действие раствора обусловлено смещением кислотно-основного равновесия за счет связывания добавляемых в раствор ионов Н+ и ОН- в результате реакции этих ионов и компонентов буферной системы с образованием малодиссоциированных продуктов.

В основе расчета рН буферных систем лежит закон действующих масс для кислотно-основного равновесия.

Для буферной системы 1-го типа, например, ацетатной, концентрацию ионов Н+ в растворе легко вычислит, исходя из константы кислотно-основного равновесия уксусной кислоты:

СН3 СООН Û СН3 СОО- + Н+ ;(рКа = 4, 8)

Ка = [ Н+ ][ СН3 СОО- ] (1)
[ СН3 СООН]

Из уравнения (1) следует, что концентрация водород-ионов равна

[ Н+ ] = Ка [ СН3 СООН ] (2)
[ СН3 СОО- ]

В присутствии второго компонента буферного раствора – сильного электролита СН3 СООNa кислотно-основное равновесие уксусной кислоты СН3 СООН сдвинуто влево (принцип Ле Шателье). Поэтому концентрация недиссоциированных молекул СН3 СООН практически равна концентрации кислоты, а концентрация ионов СН3 СОО- - концентрации соли. В таком случае уравнение (2) принимает следующий вид:

[ Н+ ] = Ка с (кислота) (3)
с (соль)

где с (кислота) и с (соль) - равновесные концентрации кислоты и соли. Отсюда получают уравнение Гендерсона–Гассельбаха для буферных систем 1-го типа:

рН = рКа + lg с (соль) (4)
с (кислота)

В общем случае уравнение Гендерсона–Гассельбаха для буферных систем 1-го типа:

рН = рКа + lg [сопряженное основание] (5)
[ кислота ]

Для буферной системы 2-го типа, например, аммиачной, концентрацию ионов Н+ в растворе можно рассчитать, исходя из константы кислотно-основного равновесия сопряженной кислоты NH4 + :

NH4 + Û NH3 + Н+ ; рКа = 9, 2;

Ка = [NH3 ][Н+ ] (6)
[NH4 + ]

Отсюда получают уравнение Гендерсона–Гассельбаха для буферных систем 2-го типа:

рН = рКа + lg с (основание) (7)
с (соль)

Уравнение (7) для буферных систем 2-го типа можно представит и в следующем виде:

рН = 14 - рКв - lg с (соль) (8)
с (основание)

Значения рН буферных растворов других типов также можно рассчитать по уравнениям буферного действия (4), (7), (8).

Например, для фосфатной буферной системы НРО4 2-2 РО4 - , относящейся к 3-му типу, рН можно рассчитать по уравнению (4):

рН = рКа2 РО4 - ) + lg с (НРО4 2- )
с (Н2 РО4 - )

где рКа2 РО4 - ) – отрицательный десятичный логарифм константы диссоциации фосфорной кислоты по второй ступени рКа2 РО4 - - слабая кислота);

с (НРО4 2- ) и с (Н2 РО4 - ) - соответственно концентрации соли и кислоты.

Уравнение Гендерсона–Гассельбаха позволяет сформулировать ряд важных выводов:

1. рН буферных растворов зависит от отрицательного действия логарифма константы диссоциации слабой кислоты рКа или основания рКв и от отношения концентраций компонентов КО-пары, но практически не зависит от разбавления раствора водой.

Следует отметить, что постоянство рН хорошо выполняется при малых концентрациях буферных растворов. При концентрациях компонентов выше 0, 1 моль/ л необходимо учитывать коэффициенты активности ионов системы.

2. Значение рКа любой кислоты и рКв любого основания можно вычислить по измеренному рН раствора, если известны молярные концентрации компонентов.

Кроме того, уравнение Гендерсона–Гассельбаха позволяет рассчитать рН буферного раствора, если известны значения рКа и молярные концентрации компонентов.

3. Уравнение Гендерсона–Гассельбаха можно использовать и для того, чтобы узнать, в каком соотношении нужно взят компоненты буферной смеси, чтобы приготовить раствор с заданным значением рН.

Способность буферного раствора сохранять рН по мере прибавления сильной кислоты или приблизительно на постоянном уровне далеко небеспредельна и ограничена величиной так называемой буферной емкости В. За единицу буферной емкости обычно принимают емкость такого буферного раствора, для изменения рН которого на единицу требуется введение сильной кислоты или щелочи в количестве 1 моль эквивалента на 1л раствора. Т. е. это величина, характеризующая способность буферного раствора противодействовать смещению реакции среды при добавлении сильных кислот или сильных оснований.

В = N
рН2 – рН1

Буферная емкость, как следует из ее определения, зависит от ряда факторов:

Чем больше количества компонентов кислотно-основной пары основание/ сопряженная кислота в растворе, тем выше буферная емкость этого раствора (следствие закона эквивалентов).

Буферная емкость зависит от соотношения концентраций компонентов буферного раствора, а следовательно, и от рН буферного раствора.

При рН = рКа отношение с (соль)/ с (кислота) = 1, т. е. в растворе имеется одинаковое количество соли и кислоты. При таком соотношении концентраций рН раствора изменяется в меньшей степени, чем при других, и, следовательно, буферная емкость максимальна при равных концентрациях компонентов буферной системы и уменьшается с отклонением от этого соотношения. Буферная емкость раствора возрастает по мере увеличения концентрации его компонентов и приближения соотношения [HAn]/ [KtAn] или [KtOH]/ [KtAn] к единице.

Рабочий участок буферной системы, т. е. способность противодействовать изменению рН при добавлении кислот и щелочей, имеет протяженность приблизительно одну единицу рН с каждой стороны от точки рН = рКа . Вне этого интервала буферная емкость быстро падает до 0. Интервал рН = рКа ± 1 называется зоной буферного действия.

Общая буферная емкость артериальной крови достигает 25, 3 ммоль/ л; у венозной крови она несколько ниже и обычно не превышает 24, 3 ммоль/ л.

Кислотно-щелочное равновесие и главные буферные системы в организме человека

Организм человека располагает тонкими механизмами координации происходящих в не физиологических и биохимических процессов и поддержания постоянства внутренней среды (оптимальных значений рН и уровней содержания различных веществ в жидкостях организма, температуры, кровяного давления и т. д.). Эта координация названа, по предложению В. Кеннона (1929), гомеостазисом (от греч. "гомео" – подобный; "стазис" – постоянство, состояние). Она осуществляется путем гуморальной регуляции (от лат. "гумор" – жидкость), т. е. через кров, тканевую жидкость, лимфу и т. д. с помощью биологически активных веществ (ферментов, гормонов и др.) при участии нервных регулирующих механизмов. Гуморальные и нервные компоненты тесно взаимосвязаны между собой, образуя единый комплекс нейро-гуморальной регуляции. Примером гомеостазиса является стремление организма к сохранению постоянства температуры, энтропии, энергии Гиббса, содержания в крови и межтканевых жидкостях различных катионов, анионов, растворенных газов и др., величины осмотического давления и стремление поддерживать для каждой из его жидкостей определенную оптимальную концентрацию ионов водорода. Сохранение постоянства кислотности жидких сред имеет для жизнедеятельности человеческого организма первостепенное значение, потому что, во-первых, ионы Н+ оказывают каталитическое действие на многие биохимические превращения; во-вторых, ферменты и гормоны проявляют биологическую активность только в строго определенном интервале значений рН; в-третьих, даже небольшие изменения концентрации ионов водорода в крови и межтканевых жидкостях ощутимо влияют на величину осмотического давления в этих жидкостях.

Нередко отклонения рН крови от нормального для нее значения 7,36 всего лишь на несколько сотых приводят к неприятным последствиям. При отклонениях порядка 0,3 единицы в ту или другую сторону может наступит тяжелое коматозное состояние, а отклонения порядка 0,4 единицы могут повлечь даже смертельный исход. Впрочем, в некоторых случаях, при ослабленном иммунитете, для этого оказывается достаточными и отклонения порядка 0,1 единицы рН.

Особенно большое значение буферных систем имеют в поддержании кислотно-основного равновесия организма. Внутриклеточные и внеклеточные жидкости всех живых организмов, как правило, характеризуются постоянным значением рН, которое поддерживается с помощью различных буферных систем. Значение рН большей части внутриклеточных жидкостей находится в интервале от 6,8 до 7,8.

Кислотно-основное равновесие в крови человека обеспечивается водородкарбонатной, фосфатной и белковой буферными системами.

Нормальное значение рН плазмы крови составляет 7,40 ± 0,05. Этому соответствует интервал значений активной кислотности а (Н+ ) от 3,7 до 4,0 ´ 10-8 моль/л. Так как в крови присутствуют различные электролиты - НСО3 - , Н2 СО3 , НРО4 2- , Н2 РО4 - , белки, аминокислоты, это означает, что они диссоциируют в такой степени, чтобы активность а (Н+ ) находилась в указанном интервале.

Водородкарбонатная (гидро-, бикарбонатная) буферная система НСО3 -2 СО3 плазмы крови характеризуется равновесием молекул слабой угольной кислоты Н2 СО3 с образующимися при ее диссоциации гидрокарбонат-ионами НСО3 - (сопряженное основание):

НСО3 - + Н+ Û Н2 СО3

НСО3 - + Н2 О Û Н2 СО3 + ОН-

В организме угольная кислота возникает в результате гидратации диоксида углерода – продукта окисления углеводов, белков и жиров. Причем процесс этот ускоряется под действием фермента карбоангидразы:

СО2 (р) + Н2 О Û Н2 СО3

Равновесная молярная концентрация в растворе свободного диоксида углерода при 298, 15 К » в 400 раз выше, чем концентрация угольной кислоты [Н2 СО3 ]/ [СО2 ] = 0, 00258.

Между СО2 в альвеолах и водородкарбонатным буфером в плазме крови, протекающей через капилляры легких, устанавливается цепочка равновесий:

2

1 + Н2 О 3

Атмосфера Û СО2 (г) Û СО2 (р) Û Н2 СО3 Û Н+ + НСО3 -

воздушное пространство легких - Н2 О плазма крови

В соответствии с уравнение Гендерсона–Гассельбаха (4) рН водордкарбонатного буфера определяется отношением концентрации кислоты Н2 СО3 и соли NaНСО3 .

Согласно цепочке равновесий содержание Н2 СО3 определяется концентрацией растворенного СО2 , которая по пропорциональна парциальному давлению СО2 в газовой фазе (по закону Генри): [СО2 ]р = Кг р(СО2 ). В конечно счете оказывается, что с (Н2 СО3 ) пропорциональна р(СО2 ).

Водородкарбонатная буферная система действует как эффективный физиологический буферный раствор вблизи рН 7,4.

При поступлении в кровь кислот – доноров Н+ равновесие 3 в цепочке по принципу Ле Шателе смещается влево в результате того, что ионы НСО3 - связывают ионы Н+ в молекулы Н2 СО3 . При этом концентрация Н2 СО3 повышается, а концентрация ионов НСО3 - соответственно понижается. Повышение концентрации Н2 СО3 , в свою очередь, приводит к смещению равновесия 2 влево. Это вызывает распад Н2 СО3 и увеличении концентрации СО2 , растворенного в плазме. В результате смещается равновесие 1 влево и повышается давление СО2 в легких. Избыток СО2 выводится из организма.

При поступлении в кровь оснований – акцепторов Н+ сдвиг равновесий в цепочке происходит в обратной последовательности.

В результате описанных процессов водородкарбонатная система крови быстро приходит в равновесие с СО2 в альвеолах и эффективно обеспечивает поддержание постоянства рН плазы крови.

Вследствие того, что концентрация NaНСО3 в крови значительно превышает концентрацию Н2 СО3 , буферная емкость этой системы будет значительно выше по кислоте. Иначе говоря, водокарбонатная буферная система особенно эффективно компенсирует действие веществ, увеличивающих кислотност крови. К числу таких веществ, прежде всего, относят молочную кислоту HLac, избыток которой образуется в результате интенсивной физической нагрузки. Этот избыток нейтрализуется в следующей цепочке реакций:

NaНСО3 + HLac ÛNaLac + Н2 СО3 Û Н2 О + СО2 (р) Û СО2 (г)

Таким образом, эффективно поддерживается нормальное значение рН крови при слабо выраженном сдвиге рН, обусловленным ацидозом.

В замкнутых помещениях часто испытывают удушье – нехватку кислорода, учащение дыхания. Однако удушье связано не столько с недостатком кислорода, сколько с избытком СО2 . Избыток СО2 в атмосфере приводит к дополнительному растворению СО2 в крови (согласно закону Генри), а это приводит к понижению рН крови, т. е. к ацидозу (уменьшение резервной щелочности).

Водородкарбонатная буферная система наиболее "быстро" отзывается на изменение рН крови. Ее буферная емкость по кислоте составляет Вк = 40 ммоль/л плазмы крови, а буферная емкость по щелочи значительно меньше и равна примерно Вщ = 1 – 2 ммоль/л плазмы крови.

2. Фосфатная буферная система НРО4 2-2 РО4 - состоит из слабой кислоты Н2 РО4 - и сопряженного основания НРО4 2- . В основе ее действия лежит кислотно-основное равновесие, равновесие между гидрофофсфат- и дигидрофосфат-ионами:

НРО4 2- + Н+ Û Н2 РО4 -

НРО4 2- + Н2 О Û Н2 РО4 - + ОН-

Фосфатная буферная система способа сопротивляться изменению рН в интервале 6, 2 – 8, 2, т. е. обеспечивает значительную долю буферной емкости крови.

Из уравнения Гендерсона–Гассельбаха (4) для этой уферной системы следует, что в норме при рН 7, 4 отношение концентраций соли (НРО4 2- ) и кислоты (Н2 РО4 - ) примерно составляет 1. 6. Это следует из равенства:

рН = 7, 4 = 7, 2 + lg с (НРО4 2- ) , где 7, 2 = рКа2 РО4 - )
с (Н2 РО4 - )

Отсюда

lg = с (НРО4 2- ) = 7, 4 – 7, 2 = 0, 2 и с (НРО4 2- ) = 1, 6
с (Н2 РО4 - ) с (Н2 РО4 - )

Фосфорная буферная система имеет более высокую емкость по кислоте, чем по щелочи. Поэтому она эффективно нейтрализует кислые метаболиты, поступающие в кровь, например молочную кислоту HLac:

НРО4 2- + HLacÛ Н2 РО4 - + Lac-

Однако различия буферной емкости данной системы по кислоте и щелочи не столь велики, как у водородкарбонатной: Вк = 1 –2 ммоль/ л; Вщ = 0, 5 ммоль/ л. Поэтому фосфатная система в нейтрализации как кислых, так и основных продуктов метаболизма. В связи с малым содержанием фосфатов в плазе крови она менее мощная, чем вородкарбонатная буферная система.

3. Буферная система оксигемоглобин-гемоглобин, на долю которой приходится около 75% буферной емкости крови, характеризующаяся равновесием между ионами гемоглобина Hb- и самим гемоглобином HНb, являющимся очень слабой кислотой (К b = 6, 3 ´ 10-9 ; рК b = 8, 2).

Hb- + Н+ ÛHНb

Hb- + Н2 О ÛHНb + ОН-

а также между ионами оксигемоглобина HbО2 - и самим оксигемоглобином HНbО2 , который является несколько более сильной, чем гемоглобин, кислотой (К bО2 = 1. 12 ´ 10-7 ; рК bО2 = 6, 95):

HbО2 - + Н+ ÛHНbО2

HbО2 - + Н2 О ÛHНbО2 + ОН-

Гемоглобин HНb, присоединяя кислород, образует оксигемоглобин HНbО2

HНb + О2 ÛHНbО2

и, таким образом, первые два равновесия взаимосвязаны со следующими двумя.

4. Белковая буферная система состоит из "белка-основания" и "белка-соли".

СОО- СОО-

R – СН + Н+ ÛR – СН

2 N+ Н3

белок-основание белок-соль

Соответствующее кислотно-основное равновесие в средах, близких к нейтральным, смещено влево и "белок-основание" преобладает.

Основную часть белков плазмы крови (»90%) составляют альбумины и глобулины. Изоэлектрические точки этих белков (число катионных и анионных групп одинаково, заряд молекулы белка равен нулю) лежат в слабокислой среде при рН 4,9 – 6,3, поэтому в физиологических условиях при рН 7,4 белки находятся преимущественно в формах "белок-основание" и "белок-соль".

Буферная емкость, определяемая белками плазмы, зависит от концентрации белков, их вторичной и третичной структуры и числа свободных протон-акцепторных групп. Эта система может нейтрализовать как кислые, так и основные продукты. Однако вследствие преобладания формы "белок-основание" ее буферная емкость значительно выше по кислоте и составляет для альбуминов Вк = 10 ммоль/л, а для глобулинов Вк = 3 ммоль/л.

Буферная емкость свободных аминокислот плазмы крови незначительна как по кислоте, так и по щелочи. Это связано с тем, что почти все аминокислоты имеют значения рКа , очень далекие от рКа = 7. Поэтому при физиологическом значении рН их мощность мала. Практически только одна аминокислота – гистидин (рКа = 6,0) обладает значительным буферным действием при значениях рН, близких к рН плазмы крови.

Таким образом, мощность буферных систем плазмы крови уменьшается в направлении

НСО3 - / Н2 СО3 > белки > НРО4 2- / Н2 РО4 - > аминокислоты

Эритроциты. Во внутренней среде эритроцитов в норме поддерживается постоянное рН, равное 7,25. Здесь также действуют водородкарбонатная и фосфатная буферные системы. Однако их мощность отличается от таковой в плазме крови. Кроме того, в эритроцитах белковая система гемоглобин-оксигемоглобин играет важную роль как в процессе дыхания (транспортная функция по переносу кислорода к тканям и органам и удалению из них метаболической СО2 ), так и в поддержании постоянства рН внутри эритроцитов, а в результате и в крови в целом. Необходимо отметит, что эта буферная система в эритроцитах тесно связана с водородкарбонатной системой. Т. к. рН внутри эритроцитов 7,25, то соотношение концентраций соли (НСО3 - ) и кислоты (Н2 СО3 ) здесь несколько меньше, чем в плазме крови. И хотя буферная емкость этой системы по кислоте внутри эритроцитов несколько меньше, чем в плазме, она эффективно поддерживает постоянство рН.

Фосфатная буферная емкость играет в клетках крови гораздо более важную роль, чем в плазме крови. Прежде всего, это связано с большим содержанием в эритроцитах неорганических фосфатов. Кроме того, большое значение в поддерживании постоянства рН имеют эфиры фосфорных кислот, главным образом фосфолипиды, составляющие основу мембран эритроцитов.

Фосфолипиды являются относительно слабыми кислотами. Значения рКа диссоциации фосфатных групп находятся в пределах от 6,8 до 7,2. Поэтому при физиологическом рН 7,25 фосфолипиды мембран эритроцитов находятся как в виде неионизированных, так ионизированных форм. Иначе говоря, в виде слабой кислоты и ее соли. При этом соотношение концентраций соли и слабой кислоты составляет примерно (1,5 – 4) : 1. Следовательно, сама мембрана эритроцитов обладает буферным действием, поддерживая постоянство рН внутренней среды эритроцитов.

Таким образом, в поддержании постоянства кислотно-щелочного равновесия в крови участвует ряд буферных систем, обеспечивающих кислотно-основной гомеостаз в организме.

В современной клинической практике кислотно-щелочное равновесие (КЩР) организма обычно определяют путем исследования крови по микрометоду Аструпа и выражают в единицах ВЕ (от лат. "би-эксцесс" – избыток оснований). При нормальном кислотно-щелочном состоянии организма ВЕ = 0 (в аппарате Аструпа этому значению ВЕ отвечает рН 7,4).

При значениях ВЕ от 0 до ± 3 КЩС организма считается нормальным, при ВЕ = ± (6 – 9) – тревожным, при ВЕ = ± (10 – 14) – угрожающим, а при абсолютном значении ВЕ, превышающим 14, - критическим.

Для коррекции КЩР при ВЕ<0 (ацидоз) чаще используют 4%-ный раствор гидрокарбонаната натрия, который вводят внутривенно. Необходимый объем этого раствора в мл рассчитывают по эмпирической формуле v = 0,5mВЕ, где m – масса тела, кг.

Если состояние ацидоза возникло в результате кратковременной остановки сердца, то объем 4%-ного раствора NаНСО3 (v мл), необходимый для компенсации сдвига КЩР в кислую область, рассчитывают по формуле v = mz, где z – продолжительность остановки сердца, мин.

Коррекция КЩР при алкалозе более сложна и требует учета многих привходящих обстоятельств. В качестве одной из временных мер целесообразно введение от 5 до 15 мл 5%-го раствора аскорбиновой кислоты.

Метод кислотно-основного титрования в одном из своих вариантов (алкалиметрия) позволяет определять количества кислот и кислотообразующих веществ (солей, составленных из катиона слабого основания и аниона сильной кислоты и т. п.) с помощью растворов щелочной известной концентрации, называемых рабочими. В другом варианте (ацидиметрия) этот метод позволяет определять количества оснований и веществ основного характера (оксидов, гидридов и нитридов металлов, органических аминов, солей, составленных из катионов сильных оснований и анионов слабых кислот и т. п.) с помощью рабочих растворов кислот.

Метод кислотно-основного титрования используется в практике клинических, судебно-экспертных и санитарно-гигиенических исследований, а также при оценке качества лекарственных препаратов.


1 Согласно протонной теории, кислотой называют всякое вещество, молекулярные частицы которого (в том числе и ионы) способны отдавать протон, т.е. быть донором протонов; основанием называют всякое вещество, молекулярные частицы которого (в том числе и ионы) способны присоединять протоны, т.е. быть акцептором протонов.

Оценить/Добавить комментарий
Имя
Оценка
Комментарии:
Где скачать еще рефератов? Здесь: letsdoit777.blogspot.com
Евгений21:43:31 18 марта 2016
Кто еще хочет зарабатывать от 9000 рублей в день "Чистых Денег"? Узнайте как: business1777.blogspot.com ! Cпециально для студентов!
09:02:26 24 ноября 2015
Работа не отвечает заданной теме. Я прочитал первое предложение, мне НЕ ПОНРАВИЛОСЬ!
Чмошка15:30:43 02 марта 2007Оценка: 5 - Отлично

Работы, похожие на Реферат: Кислотно-основные буферные системы и растворы
Педиатрия
1. История отечественной педиатрии Начало становления отечественной педиатрии относится к 18 веку. Ломоносов в письме к Шувалову указывает на ...
В то же время при резком снижении рН крови (< 7,1) необходимо вводить внутривенно капельно 4% раствор бикарбоната натрия (5 мл или 0,2 г на 1 кг массы тела в сутки), а также ...
Холемия - появление в крови солей желчных кислот - приводит к изменению функции центральной нервной системы, состава крови, кровообращения.
Раздел: Рефераты по медицине
Тип: шпаргалка Просмотров: 11986 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 2 человек Средний балл: 5 Оценка: неизвестно     Скачать
ЦНС
Этот файл взят из коллекции Medinfo http://www.doktor.ru/medinfo http://medinfo.home.ml.org E-mail: medinfo@mail.admiral.ru or medreferats@usa.net or ...
Все перечисленные факторы способствуют повышению уровней свободных жирных кислот , кислот и выходу глицерина в кровь.
Используются растворы бикарбоната натрия (5% 150-250 мл), трисамина (до 500 мл 3.66% раствора) под динамическим контролем рН, избытка оснований (АВЕ) крови.
Раздел: Рефераты по медицине
Тип: реферат Просмотров: 7442 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 1 человек Средний балл: 4 Оценка: неизвестно     Скачать
Физиология спорта
" Q S R T Р 0. ЭКГ, отведения, используемые для ее регистрации. Основные пока-затели ЭКГ и их связь с сердечным циклом. Изменение показателей ЭКГ при ...
1. Поддержание норма-льного содержания в организме воды, солей и некоторых в-в (глюкоза, аминокислоты); 2. Регуляция рН крови, осмотического давления, ион-ного состава и кислотно ...
Они состоят из смеси слабых кислот с их солями, образованных сильными основаниями: бикарбонатная буферная система (угольная кислота - двууг-лекислый натрий); фосфатная БС (од ...
Раздел: Рефераты по физкультуре и спорту
Тип: реферат Просмотров: 2499 Комментариев: 6 Похожие работы
Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать
Ответы на экзаменационные билеты по биологии за 11 класс медицинского ...
1. Уровни организации живой природы. Значение биологии для сельского хоз-ва, промышленности и охраны природы. Одна из задач общей биологии - это ...
Внутри организма жидкая срела имеет определённую концентрацию водородных ионов (и характеризуется рН) рН 7 - нейтральная среда.
Поддерживается кислотно-щелочное равновесие буферной системой (слабая кислота (Н2СО3) и ион (НСО3))
Раздел: Рефераты по биологии
Тип: реферат Просмотров: 6948 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 2 человек Средний балл: 5 Оценка: неизвестно     Скачать
Физиология человека
0001 Физиологические реакции живого организма Всякий живой организм и все его клетки обладают раздражимостью, т. е. способностью отвечать на ...
К таким постоянным показателям гомеостаза относятся температура внутренних отделов тела, сохраняемая в пределах 36-37° С, кислотно-основное равновесие крови, характеризуемое ...
1)бикарбонатнаяугольная кислота-двууглекислый натрий (Н2СО3 - НаНСО3),2)фосфатнаяодноосновный-двуосновный фосфорнокислый натрий (НаН2РО4- На2НРО4); 3) гемоглобиноваявосстановленный ...
Раздел: Рефераты по биологии
Тип: реферат Просмотров: 14846 Комментариев: 10 Похожие работы
Оценило: 13 человек Средний балл: 4.5 Оценка: 5     Скачать
Развитие, становление и основные аспекты фармации
РАЗВИТИЕ, СТАНОВЛЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ АСПЕКТЫ ФАРМАЦИИ Для ветеринарного провизора необходимы знания, с помощью которых можно контролировать качество ...
Растворы кислот, щелочей, буферные растворы позволяют последовательно извлекать из смеси вещества, различающиеся по кислотно-основным свойствам.
Сущность способа - продукт инактивации пенициллина [1 М раствором гидроксида натрия натриевую соль пенициллиновой кислоты окисляют йодом (в ацетатном буфере, рН 4,5)]. Используют и ...
Раздел: Рефераты по медицине
Тип: книга Просмотров: 20479 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 1 человек Средний балл: 4 Оценка: неизвестно     Скачать
Общая и неорганическая химия
Квантово-механическая модель атома. Квантовые числа. Атомные орбитали. Порядок заполнения орбиталей электронами Теория строения атома основана на ...
В результате того, что в растворе образуется сильный электролит гидроксид калия, концентрация гидроксид-ионов ОН- будет значительно больше концентрации ионов водорода Н+. В ...
Если продуктом гидролиза является кислота, то добавление в раствор соли кислоты сдвигает равновесие влево, т.е. в сторону увеличения концентрации негидролизованной соли.
Раздел: Рефераты по химии
Тип: учебное пособие Просмотров: 14356 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать
Качественный анализ (кислотно-основная классификация)
Качественный анализ (кислотно-основная классификация) Содержание Аналитические реакции катионов I группы: Lі+, Na+, К+, NH-. 4 Аналитические реакции ...
Карбонаты - соли нестабильной, очень слабой угольной кислоты Н2СО3, которая в свободном состоянии в водных растворах неустойчива и разлагается с выделением СО2:
Реакцию проводят в нейтральных или уксуснокислых растворах.Образующаяся в кислой среде в присутствии нитрит- иона азотистая кислота HN02 реагирует с сульфаниловой кислотой, давая ...
Раздел: Рефераты по химии
Тип: дипломная работа Просмотров: 14093 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 1 человек Средний балл: 5 Оценка: неизвестно     Скачать
Нанесение и получение металлических покрытий химическим способом
Кафедра xxx Аттестационная работа по теме: "НАНЕСЕНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ ХИМИЧЕСКИМ СПОСОБОМ" на соискание степени бакалавра по направлению xxx ...
Оптимальная концентрация солей аммония находится в пределах 25-50 г/л. Использование солей аммония в качестве буферных добавок имеет некоторые недостатки - летучесть аммиака при ...
Было также установлено, что борная кислота ускоряет течение процесса в щелочных растворах, содержащих лимонную или винную кислоту, что объясняется ее высокой буферной способностью ...
Раздел: Промышленность, производство
Тип: дипломная работа Просмотров: 6909 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 1 человек Средний балл: 4 Оценка: неизвестно     Скачать

Все работы, похожие на Реферат: Кислотно-основные буферные системы и растворы (7989)

Назад
Меню
Главная
Рефераты
Благодарности
Опрос
Станете ли вы заказывать работу за деньги, если не найдете ее в Интернете?

Да, в любом случае.
Да, но только в случае крайней необходимости.
Возможно, в зависимости от цены.
Нет, напишу его сам.
Нет, забью.



Результаты(150907)
Комментарии (1842)
Copyright © 2005-2016 BestReferat.ru bestreferat@mail.ru       реклама на сайте

Рейтинг@Mail.ru