Расчет рН протолитических систем. Вывод уравнения Гендерсона- Гассельбаха и его анализ. Зона буферного действия.

Уравнение Гендерсона-Гассельбаха – это уравнение для расчета рН буферных растворов. Приведем вывод этого уравнения на примере аммиачного буферного раствора, состоящего из основания NH3 H2O и сопряженной кислоты NH 4.

NH 4 + Н2О NH3 H2O + Н+

K a (NH4 )

[NH3

H 2 O][H ]

, отсюда

[NH4 ]

[H ]

Ka

(NH

4 )

[NH4 ]

[NH3

H2O]

lg[H ]

lgKa (NH4 ) lg

[NH4 ]

[NH3

H2O]

В общем виде уравнение можно записать следующим образом

рН = рKа(ВН+) –lg

сопряженна я кислота

или

основание

рН = 14 – рKв +lg

основание

сопряженна я кислота

Кислотные буферные системы

Основные буферные системы

рН = рKа –lg

кислота

рН = 14 – рKв+lg

основание

сопряженное основание

сопряженная кислота

рН = рKа +lg

сопряженное основание

рН = 14 – рKв –lg

сопряженна я кислота

кислота

основание

Для количественной характеристики возможности буферных систем сопротивляться изменению рН при добавлении кислот и оснований используется понятие буферной ѐ мкости.

таким образом, буферные растворы поддерживают значение рН в диапазоне от рН = рKa –1до рН = рKa + 1

Буферные системы крови: гидрокарбонатная буферная система. Состав, механизм действия, биологическая роль.

Между СО2 в альвеолах и гидрокарбонатным буфером в плазме крови, протекающей через капилляры легких, устанавливается равновесие.

Водная фаза Н+ + НСО3

Н2СО3

Н2О Н2О СО2(р)

воздушное

пространстволегких СО2(г)

Значение рН гидрокарбонатной буферной системы определяется по уравнению Гендерсона-Гассельбаха

НСО-рН = рKа +lg Н2СО33,

которое имеет свои особенности: а) в стандартных условиях

	Н НСО-
Kа(Н2СО3) =		4, 45 10	, а рKа(Н2СО3) = 6, 36.
Н2СО3

В физиологических условиях уголньую кислоту принято условно рассматривать как весь СО2 в организме, так и СО2, гидратированный до угольной кислоты, поэтому

/	Н	НСО-				/
					7, 95 10
K а = СО		Н	СО			, рK а = 6, 1.

б) вследствие малой растворимости СО2 в плазме крови общую концентрацию угольной кислоты выражают через произведение парциального давления углекислого газа (рСО2) и коэффициента его растворимости в плазме крови, равном 0, 033. При этих условиях уравнение ГендерсонаГассельбаха принимает вид:

НСО-

рН = 6, 1 + lg 3 0, 033рСО2

Подставив в это уравнение значение рН = 7, 4, определим, что НСО-320.

СО2 1 Это соотношение является важной биологической константой и по-

зволяет сделать следующие выводы:

а) при физиологическом значении рН буферная емкость гидрокарбонатной системы значительно больше по кислоте, чем по основанию, что обусловлено особенностями метаболизма нашего организма;

б) при физиологическом значении рН СО2 плазмы крови и эритроцитов находится преимущественно в виде НСО3.

При попадании протонов в кровь равновесие реакций смещается в сторону повышения давления СО2 в газовой фазе легких, поэтому лишний газ выдыхается.

При попадании же в плазму крови анионов гидроксила события происходят в обратной последовательности: увеличивается скорость диссоциации Н2СО3, что вызывает растворение в плазме крови некоторого дополнительного количества содержащегося в легких углекислого газа. Таким образом, высокая интенсивность процесса дыхания может обеспечить достаточно быстрые сдвиги этих равновесий и компенсационного нарушениякислотно-основногоравновесия в организме за10-15мин. Изме-

няющееся при этом соотношение [НСО 3 ]/CO2 восстанавливается до нор-

мы в течение 10-18часов за счет изменения объема легочной вентиляции. Таким образом, гидрокарбонатный буфер является системой самого

быстрого и эффективного реагирования.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: