Механизм действия буферных систем

1.Разбавление буферной смеси водой.

Из уравнения Гендерсона-Гассельбаха следует, что рН буферной смеси зависит только от соотношения компонентов и не зависит от концентраций. При разведении системы водой увеличивается ее объем, количества кислоты и соли остаются прежним

pH=pKa+lgС(соль)/С(кислота)

2.Постоянство реакции среды при добавлении кислот и оснований.

Системы противостоят изменению рН среды за счет своих кислотных или основных резервов. Протоны добавленной кислоты будут связываться с основаниями ,а гидроксид-анионы добавленного основания с кислотой буферной системы

Пример: Фосфатная буферная система (Na₂HPO₄, NaH₂PO4)

В растворе в результате диссоциации присутствуют анионы кислоты- Н₂РО₄^- и сопряженного основания- НРО₄^2-.Добавим небольшое количество сильной кислоты(HCl, H2SO4). Сдвига рН среды практически не будет наблюдаться, так как с кислотой будет реагировать щелочь , образуя слабо диссоциирующий электролит Н2РО4^-

Н⁺ + НРО₄^2- ↔ Н₂РО₄^-

НСl + Na₂HPO₄ ↔ NaCl + NaH₂PO₄

В результате реакции вместо сильной кислоты появилось эквивалентное количество слабой кислоты, поэтому рН раствора существенно не меняется.

Аналогично ведет себя система при добавление небольших количеств щелочи. В этом случае в реакцию вступает кислотный резер системы – ионы Н₂РО₄^-

OH^- + H₂PO₄^- ↔ HPO₄^2- + H₂O

HCl + NaH₂PO₄ ↔Na₂HPO₄ + H₂O

Уравнение Гендерсона-Гассельбаха.
pH=pKa+lgС(сопряженное основание)/С(кислота)

pH=14-(pKв+lgСсопряженное основание/Скислота)

рН любой буферной смеси будет зависеть отприроды взятых компонентов, т.е от константы диссоциации слабой кислоты или слабого основания, а так же от соотношения концентраций компонентов буферной смеси. С(соль)С(основ.)или (кислота) или в соответствии с протолитической теорией С(сопряженное основание)С(кислота)

Буферная емкость- число моль эквивалента сильной кислоты или сильного основании, которое нужно добавитьк 1л буферного раствора, чтобы изменился рН на единицу. Мерой буферного действия, количественно характеризующей способность буферных систем противодействовать смещению активной реакции среды является буферная емкость.

Различают кислотную (Вк) и щелочную (Вщ) емкости:

Б.е. максимальна, если отношение компонентов равно единице. При разбавление буферного раствора водой рН остается неизменным, а емкость будет пропорционально разбпвлению.

Смещение значения рН крови в менее щелочную область значения называеться ацидоз,а в более щелочную алкалоз.При снижении рН от 7,2 или повышении рН до 7,8 организм гибнет,не справляясь с регуляцией процессов жизнидеятельности. В соответствии может возникать раличного рода заболевания

Буферные системы крови:

22.подвижные поверхности раздела между газом и жидкостью(ж-г) и двумя несмешивающимися жидкостям(ж-ж)

Адсорбционное равновесие, т.е.равновесие распределения вещества между пограничным слоем и граничащими фазами, является динамическим равновесиеми быстро устанавливаются.

Поверхностная энергия Гиббса системы пропорциональна межфазной поверхности:

Gs=δs

Gs- поверхностная энергия Гиббса,Дж

δ-коэффицент пропорциональности, называемый поверхностным натяжением, Дж/м²

s-межфазная поверхность,м²

Поверхностное натяжение δ есть величина, измеряемая энергией Гиббса, приходящейся на единицу площади поверхностного слоя. Оно численно равно работе, которую необходимо совершить для образования единицы поверхностного раздела фаз при постоянной температуре.

П.н. на границе ж-г возрастает с увеличением взаимодействия между молекулами жидкости.Поверхностное натяжение жидкостей уменьшается с ростом температуры и вблизи критической температуры становится равным 0. С увеличением давления п.н. на границе ж-г уменьшается,т.к. возрастает концентрация молекул в газовой фазе.

Способность растворенных веществ изменять п.н. растворителя называется поверхностной акивностью.