Puffer rendszerek élettana

Az állandó pH fenntartása kulcsfontosságú az összes szerv és rendszer megfelelő működéséhez. A H + állandósága a testnedvekben megmarad, három olyan mechanizmusnak köszönhetően, amelyek megakadályozzák az acidózis és az alkalózis előfordulását. Ez a három mechanizmus a következő:

hidrogén-karbonát puffer

  • a test pufferrendszerei - azonnal reagálnak savas vagy lúgos termékekkel, és nem teszik lehetővé a szabad H + koncentrációjának nagy eltéréseit;
  • a pH légzési szabályozása - a légzés gyakoriságának és mélységének megváltoztatásával megváltozik a CO2 eliminációjának mértéke a testből, ami a H + koncentrációjának normalizálódásához vezet a testnedvekben;
  • a pH-szabályozás vese mechanizmusa - a H + koncentrációjának változásával a vesék megváltoztatják a vizelettel kiválasztott savas és lúgos termékek mennyiségét.

A szervezetben a H + állandó koncentrációjának fenntartásában szerepet játszó mechanizmusok egyrészt a szabad H + megkötését, másrészt eltávolításukat hajtják végre.

Puffer rendszerek és pufferelés

A pufferrendszerek két vagy több kémiai vegyületből állnak. Megakadályozzák a H + koncentrációjának nagy változását, ha savakat vagy bázisokat adnak az oldathoz. A pufferrendszer jellemzően egy gyenge savból és alkáli sójából áll, egy olyan vegyületből, amely képes a H + felszabadítására, amikor a koncentrációja csökken, és egy másikból, amely képes megkötni a H + -ot, amikor a koncentrációja növekszik. Ilyen a hidrogén-karbonát puffer rendszer. Rendkívül fontos a test lúgos-sav egyensúlyának szabályozása szempontjából. H2CO3-ból és NaHCO3-ból áll. Ha ehhez a puffer rendszerhez erős bázist adunk, lúgos sót kapunk. Ily módon a közeg pH-értéke alig változik.

Erős bázis hozzáadása szénsav képződéséhez vezet. Nagyon gyenge sav, és az elektrolit disszociáció mértéke nagyon kicsi. A H2CO3 disszociál H + és HCO3 - csoportokká. Minden egyes szénsavoldatban a H + és a HCO3 szorzata - osztva a disszociálatlan szénsav koncentrációjával, állandóval egyenlő.

(H +) x (HCO3 -)/(H2CO3) = K ', ahol K' egy disszociációs állandó

A disszociálatlan szénsav mennyisége arányos a lebontása során keletkező szén-dioxid mennyiségével. Így a fenti egyenletből kapjuk:

Amikor az egyenlet mindkét oldalát logaritmizáljuk és -1-gyel megszorozzuk, megkapjuk:

pK az a pH-érték, amelynél a sav és alkáli sója koncentrációja megegyezik egymással. A pufferek a leghatékonyabbak olyan környezetben, ahol a pH a pK-értékük +/- 1 tartományában van. A hidrogén-karbonát puffer rendszer esetében a pK értéke 6,1.