Презентация на тему Буферные растворы

которые представляют собой слабые кислоты или основания, изменяющие свою

окраску в обратимых реакциях обмена протонов.
У одноцветных индикаторов молекулярная форма бесцветна, а ионная окрашена. Если взять индикатор – кислоту, то:

рН = 4 окраска оранжевая
рН = 5 окраска желто-оранжевая

рН = 6 окраска лимонно-желтая
рН = 7 окраска желто-зеленая
рН = 8 окраска зеленая
рН = 9 окраска сине-зеленая
рН = 10 окраска фиолетовая

в гальваническом элементе, составленном из водородселективного электрода (обычно стеклянного)

и электрода сравнения (обычно хлорсеребряного).

количество кислот. Во-первых, при усвоении белков, жиров и углеводов

образуется углекислота, ежесуточно – 13 моль. Помимо угольной кислоты образуются другие органические и минеральные кислоты, при смешанной диете – до 100 ммоль эквивалента. Например, при усвоении 100 г белка выделяется 60 ммоль эквивалента серной кислоты.

диабетическом кетозе образуется до 1 моль эквивалента ацетоуксусной и

β-оксимасляной кислот. Кислоты в организме образуются и в результате приема внутрь некоторых лекарственных препаратов.

кислотные остатки фосфорной кислоты образуют органические фосфаты и входят

в состав буферных систем крови и тканей, избыток выводится с мочой. Сульфат-ион образует сложные эфиры, которые выводятся почками. Молочная кислота либо окисляется до СО2, либо превращается в гликоген.

для того, чтобы нарушить кислотно-основное равновесие организма человека массой

75 кг. Однако в норме организм способен утилизировать до 13 моль выделяющегося ежесуточно СО2 без нарушения кислотно-основного равновесия. В этом наряду с физиологическими механизмами важную роль играют физико-химические механизмы. Среди последних важное значение имеет буферное действие, которое обеспечивается такими буферными системами, как гидрокарбонатная, гемоглобиновая, фосфатная и белковая. При нарушении кислотно-основного равновесия в организме уже через 10-15 минут включается буферная компенсация, которая затем подключает почечную и легочную компенсацию.

на постоянном уровне какой-либо параметр при незначительных внешних воздействиях.

Протолитические буферные системы поддерживают рН при добавлении небольших количеств кислот и оснований или при разбавлении. Протолитические буферные системы состоят из слабой кислоты и избытка сопряженного с ней основания (1-ый тип) или слабого основания и избытка сопряженной с ним кислоты (2-ой тип).

несколько порядков превышает концентрацию Н3О+ и ОН-.
1-ый тип

систем, называется буферным раствором.

слабого электролита сильным
СН3СООНизбыток + NaOH
или NH3 избыток +

HCl

слабых электролитов с их солями (или двух солей):
СН3СООН

+ СН3СООNa
или NH3 + NH4Cl
или NaH2PO4 + Na2HPO4

ионизацию слабой кислоты в водном растворе:
НВ + Н2О ↔

Н3О+ + В-

в эту систему сильной кислоты или соли, содержащей анионы

В- приведет к смещению равновесия влево, а при добавлении щелочи (ОН-) – вправо

по аниону:
В- + Н2О ↔ НВ + ОН-,
то аналогично,

добавление щелочи или слабой кислоты сместит равновесие влево, а сильной кислоты – вправо.

процессы, которые в них будут протекать при воздействии одних

и тех же внешних факторов – добавлении Н3О+ и ОН- - разнонаправлены.

Кроме того, концентрация одного из продуктов каждой из совмещаемых реакций влияет на положение равновесия другой реакции.

Это и является причиной буферного действия.

Иначе, протолитическая буферная система представляет собой совмещенное равновесие ионизации и гидролиза.

буферного раствора от состава буферной системы.

зависит от:

- природы слабого электролита;
- температуры (от нее зависит

величина рКа);
- соотношения концентраций компонентов.

(зона буферного действия) и зависит от соотношения концентраций компонентов

буферной системы.

Установлено, что выраженное буферное действие наблюдается, если концентрация одного из компонентов превышает другую не более,
чем в 10 раз.

с рКа, можно приготовить буферные растворы, поддерживающие значения рН

в диапазоне от рКа -1 до рКа +1.

(В) равна количеству вещества эквивалента сильной кислоты или сильного

основания, которое нужно добавить к 1 л буферного раствора, чтобы изменить его рН на единицу.

Различают буферную емкость по кислоте Ва и буферную емкость по основанию Вb.

с последующим расчетом по уравнению:
, где
- молярная концентрация

эквивалента титранта (НС1 или NaOH);

- объем титранта;

- объем буферного раствора, взятый для титрования

концентрация компонентов буферного раствора при постоянном соотношении их концентраций.

Максимальная буферная емкость будет наблюдаться при соотношении
Ссопряж. основания : Скислоты = 1.

них наиболее важными являются:
гидрокарбонатная, гемоглобиновая,
Фосфатная,
белковая.

и гидрокарбонат-ионом (как сопряженное основание).
Для гидрокарбонатного буфера рН

рассчитывают по формуле, которая носит название
Гендерсона-Гассельбаха.
Значение рК для данного уравнения отличается от справочной величины рКа для Н2СО3, и равно 6,1 :

, где

- парциальное давление СО2.

и является системой быстрого реагирования, т.к. продукт его взаимодействия

с кислотами – СО2 быстро выводится через легкие.

Гидрокарбонатный буфер также содержится в эритроцитах, почечной ткани и интерстициальной жидкости.

гемоглобином и оксигемоглобином – и сопряженными им основаниями, соответственно

гемоглобинат- и оксигемоглобинат-ионами:
ННb ↔ H+ + Hb-
кислота основание
HHbO2 ↔ H+ + HbO

Гемоглобиновый буфер является буферной системой эритроцитов.

Оксигемоглобин – более сильная кислота (рКа=6,95),
чем гемоглобин (рКа=8,20).

Поэтому присоединение кислорода к гемоглобину понижает рН крови. С другой стороны, при отдаче кислорода в тканях рН крови вновь возрастает.

Она представлена ионами Н2РО (кислота) и НРО

(основание).

Фосфатная буферная система более консервативна, т.к. избыточные продукты нейтрализации выводятся через почки.

белковая или протеиновая;
- аминокислотная;
- аммиачная (в почках).