2. ПЛАН:
1. Емкость буферных систем
2. Факторы влияющие на емкость буферных систем
3. Буферные системы крови и их роль
4. Ацидоз
5. Алкалоз
3. 1.ЕМКОСТЬ БУФЕРНЫХ СИСТЕМ
• Емкостью буферных систем называется способность буферных систем
противодействовать резкому изменению pH при добавлении к ним сильной
кислоты или основания является ограниченной.
• Буферная смесь поддерживает pH постоянным только при условии, что
количество вносимых в раствор сильной кислоты или щелочи не превышает
определенной величины. В противном случае наблюдается резкое изменение
pH, т.е. буферное действие раствора прекращается. Это связано с тем, что в
результате реакции изменяется соотношение молярных концентраций
компонентов буферной системы.
• Количественно буферное действие раствора характеризуется с помощью
буферной емкости (В).
• Различают буферную емкость по кислоте (Bк) и буферную емкость по
основанию, или щелочи (Во).
4. БУФЕРНАЯ ЕМКОСТЬ ПО
КИСЛОТЕ:
• Буферной емкостью по кислоте является то количество химических
эквивалентов сильной кислоты, которое нужно добавить к 1 л (1 дм3) буферной
системы, чтобы уменьшить её pH на единицу. Она рассчитывается по следующей
формуле: , где n(1/z* HA)- число молей химических эквивалентов сильной
кислоты, добавленное к 1 дм3 буф. системы. pH1- водородный показатель системы до
добавления сильной кислоты, pH2 – водородный показатель системы после
добавления кислоты
• В более общем случае( если брать не 1 дм3 буферной системы, а любой другой её
объем, выраженный в литрах или кубических дециметрах) формула будет:
5. БУФЕРНАЯ ЕМКОСТЬ ПО ОСНОВАНИЮ
• Буферной емкостью по основанию является то количество химических
эквивалентов сильного основания (щелочи), которое нужно добавить к 1 л (1
дм3) буферной системы, чтобы вызвать увеличение её pH на единицу. Она
рассчитывается по следующей формуле: где n(1/z*В)- число
молей химических эквивалентов основания , добавленное
к 1 дм3 буф. раствора. pH1- водородный показатель раствора до
добавления основания, pH2 – водородный показатель раствора после
добавления основания.
• В более общем случае (если брать не 1 дм3 буферной системы, а любой
другой её объем) формула будет выглядеть так:
6. 2.ФАКТОРЫ ВЛИЯЮЩИЕ НА
БУФЕРНУЮ ЕМКОСТЬ
1. Чем больше количество компонентов кислотно-основной пары
основание/сопряженная кислоты в растворе, тем выше буферная емкость
этого раствора (следствие закона эквивалентов).
2. Буферная емкость зависит от соотношение концентраций компонентов
буферного раствора, а следовательно, и от pH буферного раствора.
На данном рисунке показан типичный график зависимости
буферной емкости от pH на примере ацетатной кислотно-
основной системы. Наибольшая способность этой системы
противостоять изменению pH, соответствует значению
pH=pKa=4,76.
7. 3.БУФЕРНЫЕ СИСТЕМЫ КРОВИ И
ИХ РОЛЬ
• В организме человека в результате протекания различных метаболических
процессов постоянно образуются большие количества кислых продуктов.
Среднесуточная норм их выделения соответствует 20-30 дм3 раствора
сильной кислоты с молярной концентрацией химического эквивалента
кислоты, равной 0,1 моль/дм3 (или 2000-3000 ммоль химического эквивалента
кислоты.
• Образуются при этом и основные продукты (аммиак, мочевина, креатин и др.),
но только в гораздо меньшей степени.
• В состав кислых продуктов обмена веществ входят как неорганические
(Н2СО3, Н2SО4), так и органические (молочная, масляная, пировиноградная и
др.) кислоты
8. БИКАРБОНАТНАЯ БУФЕРНАЯ СИСТЕМА:
• Является самой регулируемой системой крови. На её долю приходится около
10% всей буферной емкости крови. Она представляет собой сопряженную
кислотно-основную пару, состоящую из гидратов молекул CO2 (выполняющий
роль доноров протонов) и гидрокарбонат-ионов НСО3 – (выполняющий роль
акцептора протонов)
• Гидрокарбонаты в плазме крови и в других межклеточных жидкостях находятся
главным образом в виде натриевой соли NaHCO3,а внутри клеток – калиевой
соли.
• Концентрация ионов НСО3 – в плазме крови превышает концентрацию СО2 в
20 раз.
• При выделение в кровь относительно больших
количеств кислых продуктов ионы Н+ взаимодействуют с НСО3 –
• Если же в крови увеличивается концентрация
основных продуктов, то происходит их
взаимодействие со слабой угольной кислотой
9. ФОСФАТНАЯ БУФЕРНАЯ СИСТЕМА
• Представляет собой сопряженную кислотно-основную пару Н2РО4–
/НРО42–
• Роль кислоты выполняет дигидрофосфат натрия NaH2PO4, а роль её соли –
гидрофосфарт натрия Na2HPO4. Фосфатная буферная система составляет
лишь 1% буферной емкости крови. Отношение с(Н2РО4–)/с(НРО42–) в ней
равно 1:4 и не изменяется со временем, т.к. избыток одного из компонентов
выделяется с мочой.
• Имеет важное значение в других биологических средах: некоторых
внутриклеточных жидкостях, моче, выделениях (или соках) пищеварительных
желез.
10. БЕЛКОВЫЙ БУФЕР
• Представляет собой систему из белковых (протеиновых) молекул, содержащих
в своих аминокислотых остатках как кислотные СООН-группы, так и основные
NН2-группы, выполняющие роль слабой кислоты и основания.
• Белковый буфер является амфотерным
• Компоненты данного буфера:
При увеличении концентрации кислых продуктов :
Нейтрализация основных продуктов обмена веществ
11. ГЕМОГЛОБИНОВЫЙ И ОКСИГЕМОГЛОБИНОВЫЙ БУФЕРА
• Наиболее могучие буферные системы крови, находящийся в эритроцитах крови.
• На их долю приходится 75% всей буферной емкости крови. По своей природе и
механизму действия они относятся к белковым буферным системам.
• Гемоглобиновый буфер присутствует в венозной крови, и его состав можно
представить следующим образом:
• Поступающие в венозную кровь СО2 и другие
кислые продукты обмена реагирую с калиевой солью гемоглобина
• Оксигемоглобиновый обладает более сильными кислотными св-ми. Он
взаимодействует с гидрокарбонатом калия/натрия, вытесняя из него Н2СО3,
которая распадается на СО2 и Н2О. СО2 выделяется через легкие
12. 4.АЦИДОЗ
• При ацидозе концентрация водородных ионов в крови становится выше границ
нормы. При этом, естественно, pH уменьшается. Снижение величины pH ниже
6,8 вызывает смерть
• Дыхательный ацидоз возникает в результате уменьшения минутного объема
дыхания (например, при бронхиальной астме, отеке, эмфиземе легких,
асфиксии механического порядка и т.д.)
• Метаболический ацидоз – самая частая и тяжелая форма нарушений
кислотно-основного равновесия. Он обусловлен накоплением в тканях и крови
органических кислот. Данный тип ацидоза связан с нарушением обмена
веществ и возможен при диабете, голодании, лихорадке, заболеваний ЖКТ и
т.д.
13. 5.АЛКАЛОЗ
• Состояние алкалоза наблюдается при уменьшении концентрации ионов Н– (рН
возрастает) по сравнению с нормой. Увеличение значений рН до 8,0 приводит
к быстрому летальному исходу.
• Дыхательный алкалоз возникает при вдыхании чистого кислорода,
компенсаторной одышке, сопровождающей ряд заболеваний, пребывании в
разряженной атмосфере.
• Метаболический алкалоз развивается при потере в результате неукротимой
рвоты большого количества кислотных эквивалентов и всасываний в кровь
большого числа основных эквивалентов кишечного сока, а так же при
накоплении в тканях основных продуктов обмена веществ.
