БУФЕРНЫЕ СИСТЕМЫ Буферными системами (буферами) называют растворы, обладающие свойством достаточно стойко сохранять постоянство концентрации ионов водорода как при добавлении кислот или щелочей, так и при разведении. Классификация буферных систем Кислотные – состоят из слабой кислоты и соли этой кислоты, образованной сильным основанием. Ацетатный буфер: СН 3 СООН СН 3 СООNa Гидрокарбонатный Н 2 СО 3 буфер: NaHCO 3 Основные – состоят из слабого основания и соли этого основа- ния, образованной сильной кислотой. Аммиачный буфер: NH 4 OH NH 4 Cl Солевые – состоят из гидро- фосфата и дигидрофосфата Na или К. Фосфатный буфер: NaH 2 PO 4 роль слабой к-ты Na 2 HPO 4

Значения рН различных систем организма Сыворотка крови 7,35 – 7,45 Спинно-мозговая жидкость 7,35 – 7,45 Слюна 6,35 – 6,85 Желудочный сок 0,9 – 1,3 Моча 4,8 – 7,5 Слезная жидкость 7,2 – 7,4 Желчь в пузыре 5,4 – 6,9

В плазме: Na + вне клетки В эритроцитах: К + внутри клетки H 2 CO 3 гидрокарбонатный NaHCO 3 Н 2 СО 3 КНСО 3 NaH 2 PO 4 фосфатный NA 2 HPO 4 КН 2 РО 4 К 2 НРО 4 Pt – COOH белковый Pt - COONa не характерен Органические кислоты Na + - соль Органические кислоты К + - соль ННВ гемоглобиновый КНВ ННВО 2 оксигемоглобиновый КНВО 2 Буферные системы крови

Уравнение буферных систем ( Гендерсона – Гассельбаха ) Н 2 СО 3 Н + + НСО 3 - К Н2СО3 = [ Н 2 СО 3 ] [ Н + ][ НСО 3 - ] Из уравнения константы диссоциации кислоты концентрацию ионов Н + можно записать: [ Н + ] =К Н2СО3 [ НСО 3 - ] [ Н 2 СО 3 ] Прологорифмировав это уравнение, получим уравнение буферных систем: рН = рК + lg [ НСО 3 - ] [ Н 2 СО 3 ] рК = - lg К Н2СО3 = 6,1 Для решения задач уравнение следующего вида: рН = рК + lg C C V C C K V K

Механизм действия гидрокарбонатной буферной системы Действие гидрокарбонатного буфера при попадании в него сильной кислоты или щелочи можно записать реакциями: При добавлении к системе сильной кислоты ионы Н + взаимодействуют с анионами соли, образуя слабодиссоциирующую Н 2 СО 3. Сильная кислота заменяется эквивалентным количеством слабой кислоты, диссоциация которой подавлена. При добавлении щелочи гидроксил-ионы (ОН - ) взаимодействуют с ионами Н + угольной кислоты.Щелочь заменяется эквивалентным количеством соли, почти не изменяющей величину рН раствора. HCl + NaHCO 3 NaCl + H 2 CO 3 H2OH2O CO 2 NaOH + H 2 CO 3 NaHCO 3 + H 2 O

Процессы в легких ННВ + О 2 ННВО 2 ННВО 2 +КНСО 3 КНВО 2 + Н 2 СО 3 Н 2 СО 3 ф Н 2 О + СО 2 Î Процессы в тканях КНВО 2 КНВ + О 2 СО 2 + Н 2 О Н 2 СО 3 КНВ + Н 2 СО 3 ННВ + КНСО 3 мембранамембрана О2О2 СО 2 Механизм действия гемоглобинового буфера мембранамембрана

Механизм действия фосфатной буферной системы Фосфатный буфер состоит: NaH 2 PO 4 Na 2 HPO 4, где роль слабой кислоты выполняет NaH 2 PO 4 Диссоциацию компонентов буфера можно записать: NaH 2 PO 4 Na H 2 PO 4 – Na 2 HPO 4 2Na HPO 4 2– При добавлении к этому буферу сильной кислоты образуется дигидрофосфат-ион: H + + HPO 4 2– H 2 PO 4 – Сильная кислота заменяется эквивалентным количеством H 2 PO 4 -. При добавлении щелочи к системе буфером окажется другая соль – дигидрофосфат Na: НРО 4 2– + Н 2 О Избыток гидроксид-ионов связывается в малодиссоциированную воду. ОH – + Н 2 PO 4 –

Буферная емкость Буферная емкость определяется количеством сильной кислоты или щелочи (в ммоль/л), прибавленной к 1 л буфера и смещающей рН на единицу. В С рН буф. = где: С – число молей прибавленной кислоты или щелочи; рН буф. – изменение рН буфера при добавлении кислоты или щелочи – величина положительная. Буферную емкость можно рассчитать как по кислоте, так и по щелочи: В СК VKСК VK рН V буфера = или В С щ V щ рН V буфера = Если принять буферную емкость крови за 100 %, то буферные системы распределяются следующим образом: ГидрокарбонатнаяФосфатнаяБелковая (белки сыворотки) Гемоглобиновая ~ 7 %~ 1 %~ 10 %~ 82 %