Министерство Здравоохранения Республики Узбекистан Министерство Высшего и специального образования Республики Узбекистан

СВОЙСТВА БУФЕРНЫХ РАСТВОРОВ
Цель занятия: Научиться прогнозировать механизм действия буферных растворов в биологических системах, а также количественно рассчитывать и экспериментально определять рН буферных растворов.
Значимость изучаемой темы. Знание свойств буферных систем и умение применять их для решения конкретных практических задач в медицинской практике совершенно необходимо, так как эти системы играют важную роль в поддержании кислотно-основного равновесия в организме. Они регулируют кислотность крови, клеточной и межклеточной жидкости и т.д., обеспечивая тем самым оптимальные условия для проявления высокой активности ферментов и гормонов. Нормальное значение рН крови в живом организме 7,36. Он поддерживается как бикарбонатной буферной системой, так и мощными системами – гемоглобиновым и оксигемоглобиновым буфером, которые составляют 75% всей буферной емкости крови. Система оксигемоглобин-гемоглобин поддерживает постоянство рН крови в артериях. В моче, пищеварительном соке важен фосфатный буфер.


БЛОК ИНФОРМАЦИИ
Буферные системы.
Буферными системами называют растворы, обладающие способностью достаточно стойко сохранять постоянство концентрации ионов водорода как при добавлении небольшого количества сильной кислоты или щелочи, так и при разведении. Они по составу бывают 2 основных типов:

1. 
   Системы, состоящие из смеси слабой кислоты и ее соли;
   
2. 
   Системы, состоящие из смеси слабого основания и ее соли.
   

Например: СН₃СООН + СН₃СООNa - первый тип;
NH₄OH + NH₄CI - второй тип;
KH₂PO₄+ K₂HPO₄ -третий тип;
рН буферных смесей можно рассчитать по уравнению Гендерсона – Гассельбаха. рН=рК_к-ты –lgс_(к-ты) / с_(соли) – для кислотного буфера.
рН=14 – рК_осн. + lg с_(осн.) / с_(соли) – для щелочного буфера.
При добавлении к буферам небольших количеств сильных кислот или щелочей их рН практически не изменяется, так как сильная кислота (щелочь)заменяется эквивалентным количеством слабой кислоты, добавляемая щелочь заменяется эквивалентным количеством соли по уравнению:

При этом часть СН₃СООNa переходит в СН₃СООН. Вследствие этого ионы водорода полностью связываются в слабую уксусную кислоту и не происходит увеличения с(Н⁺) и рН. А при добавлении щелочи к этой системе:

Гидроксильные ионы связываются с протоном уксусной кислоты. Поэтому концентрация с(ОН^-) не увеличивается, вследствие этого рН остается почти неизменным.
Разведение буферных систем до 100 раз мало отражается на их рН, так как происходит уменьшение концентрации обоих компонентов в одинаковой степени. Как это видно из приведенных выше уравнений, величина отношения с_{(кисл.) /} с_{(основ.)} и концентрации соли не изменяется.
Способность буферных систем удерживать рН является, в конечном счете, ограниченной способностью и определяется количеством добавляемых к ним кислот или щелочей. Она зависит от концентрации буфера. Способность буферной системы противодействовать смещению реакции среды измеряется буферной емкостью. Это миллиграммовая масса эквивалента сильной кислоты или щелочи, которую следует добавить к 1 литру буферного раствора, чтобы сместить его рН на единицу. С ростом концентрации составляющих буфер кислоты (щелочи) и соли увеличивается буферная емкость системы. Таким образом, рН буферной смеси зависит только от соотношения компонентов и К_дисс. слабой кислоты или основания, а буферная емкость зависит от соотношения компонентов и их концентрации.
В организме человека большую роль играет белковый буфер, состоящий из протеина (Pt) и его соли, образованной сильным основанием:
Pt-СООН + Pt-СООNa
При поддержании рН крови важную роль выполняют гемоглобиновый, оксигемоглобиновый и бикарбонатный буфер- Н₂СО₃ + NaHCO₃
В моче и соке пищеварительных желез большую роль играет фосфатный буфер- NaH₂PO₄ +Na₂HPO₄
Буферные системы важны для нормальной жизнедеятельности живого организма.