|
Буферные растворы
| |
| Health | Дата: Суббота, 27.07.2013, 13:25 | Сообщение # 1 |
|
Животъ
Группа: Администраторы
Сообщений: 597
Статус: Offline
| Буферные растворы (синоним: буферные смеси, буферные системы, буферы) растворы с определенной концентрацией водородных ионов, содержащие сопряженную кислотно-основную пару, обеспечивающую устойчивость величины их водородного показателя при незначительных изменениях концентрации либо при добавлении небольшого количества кислоты или щелочи.
Кислотно-основная пара Б. р. представляет собой слабую кислоту и ее соль, образованную сильным основанием (например, уксусная кислота СН3СООН и ацетат натрия CH3COONa) или слабое основание и его соль, образованную сильной кислотой (например, гидроокись аммония NH4OH и хлористый аммоний NH4CI). При разведении раствора или добавлении к нему некоторого количества кислоты или щелочи кислотно-основная пара способна соответственно быть донором либо акцептором водородных ионов, поддерживая т.о. величину водородного показателя (Водородный показатель) на относительно постоянном уровне.
®
|
| |
|
|
| Health | Дата: Суббота, 27.07.2013, 13:26 | Сообщение # 2 |
|
Животъ
Группа: Администраторы
Сообщений: 597
Статус: Offline
| Буферные растворы сохраняют устойчивость буферных свойств в определенном интервале значений рН, то есть обладают определенной буферной емкостью. За единицу буферной емкости условно принимают емкость такого буферного раствора, для изменения рН которого на единицу требуется добавить 1 моль сильной кислоты или сильной щелочи на 1 л раствора. Буферная емкость находится в прямой зависимости от концентрации Б. р.: чем концентрированнее раствор, тем больше его буферная емкость; разведение Б. р. сильно уменьшает буферную емкость и лишь незначительно изменяет рН.
Тканевая жидкость, кровь, моча и другие биологические жидкости являются буферными растворами. Благодаря действию их буферных систем поддерживается относительное постоянство водородного показателя внутренней среды, обеспечивающее полноценность метаболических процессов (см. Гомеостаз). Наиболее важной буферной системой является бикарбонатная система крови (Кровь). Концентрация в крови бикарбонатов служит одним из основных показателей кислотно-щелочного состояния организма. Этот показатель позволяет установить характер нарушения кислотно-щелочного равновесия (Кислотно-щелочное равновесие) при ряде патологических процессов.
В лабораторной практике Б. р. используют в тех случаях, когда то или иное исследование может быть проведено лишь при постоянном значении рН (например, определение активности ферментов, изучение кинетики ферментативных реакций, электрофоретическое разделение белковых смесей и др.) и в качестве стандартов при определении рН различных растворов, в т.ч. биологических жидкостей.
|
| |
|
|
| Health | Дата: Суббота, 27.07.2013, 13:33 | Сообщение # 3 |
|
Животъ
Группа: Администраторы
Сообщений: 597
Статус: Offline
| Буферные системы крови
Концентрация водородных ионов в крови, которая определяется как рН крови, является одним из параметров гомеостаза, колебания в норме возможны в очень узких пределах от 7,35 до 7,45. Стоит отметить, что смещение рН за указанные пределы приводит к развитию ацидоза (смещение в кислую сторону) или алколоза (в щелочную сторону). Организм способен сохранять жизнедеятельность, если рН крови не выходит за пределы 7,0-7,8. В отличие от крови, параметры кислотно-основного состояния для различных органов и тканей колеблются в более широких пределах. Например, рН желудочного сока составляет в норме 2,0, простаты – 4,5, а в остеобластах среда щелочная, и значение рН достигает отметки в 8,5.
Регуляция кислотно-основного состояния в крови осуществляется за счет специальных буферных систем, которые реагируют на изменение рН достаточно быстро, посредством дыхательной системы и почек, а также пищеварительного канала и кожи, через которые выводятся кислые и щелочные продукты. Для изменения рН крови легким потребуется около 1-3 минут (за счет уменьшения или увеличения частоты дыхания и выведения углекислого газа), а почкам – около 10-20 часов.
Таким образом, буферные системы крови являются наиболее быстро реагирующим механизмом регуляции рН крови. К буферным системам относят белки плазмы крови, гемоглобиновый, бикарбонатный и фосфатный буферы.
®
|
| |
|
|
| Health | Дата: Суббота, 27.07.2013, 13:33 | Сообщение # 4 |
|
Животъ
Группа: Администраторы
Сообщений: 597
Статус: Offline
| Белковый буфер. Способность белков плазмы крови играть роль буфера определяется так называемыми амфотерными свойствами, т.е. способностью проявлять свойства кислот или оснований в зависимости от среды. В кислой среде белок проявляется свойства основания, СООН группа диссоциирует, ионы водорода присоединяются к NH2-группе, при этом они заряжаются отрицательно, и белки проявляют основные свойства. В щелочной среде диссоциирует только карбоксильная группа, а освободившиеся ионы водорода связываются с ОН– остатками и тем самым стабилизируют кислотно-основное состояние.
Гемоглобиновый буфер является одним из самых мощных, в его состав входит свободный, восстановленный, окисленный гемоглобин, а также карбоксигемоглобин и калиевая соль гемоглобина. Считается, что на этот буфер приходится порядка 75% всех буферных свойств крови, а в его основе лежит способность глобиновой части молекулы изменять свою конформацию и, как следствие, кислотные свойства при переходе из одной формы в другую. Так, восстановленный гемоглобин по сравнению с угольной кислотой является более слабой кислотой, а окисленный – более сильной кислотой. Поэтому, когда в крови повышается содержание угольной кислоты, и рН смещается в кислую сторону, происходит присоединение иона водорода к свободному гемоглобину, при этом образуется восстановленный гемоглобин. В капиллярах легких из крови удаляется углекислый газ, рН смещается в щелочную сторону, и окисленный гемоглобин становится донором протона, что стабилизирует рН, препятствуя его смещению в щелочную сторону.
|
| |
|
|
| Health | Дата: Суббота, 27.07.2013, 13:35 | Сообщение # 5 |
|
Животъ
Группа: Администраторы
Сообщений: 597
Статус: Offline
| Процессы, которые происходят в тканях (гемоглобиновый буфер):
1. Углекислый газ, который выделяется при клеточном дыхании, поступает в кровь и связывается с водой, образуя угольную кислоту. Эта кислота очень неустойчива и в крови диссоциирует на катион водорода и анион гидрокарбоната. Свободный водород смещает рН в кислую сторону.
2. В кислых условиях оксигемоглобин диссоциирует, образуя свободный кислород, который поступает в ткани, и калиевую соль гемоглобина, которая остается внутри эритроцитов.
3. Анион угольной кислоты взаимодействует с калиевой солью гемоглобина, образуя свободный гемоглобин и калиевую соль угольной кислоты. Такой гемоглобин обладает выраженными щелочными свойствами и связывает свободные ионы водорода. Уже восстановленный гемоглобин присоединяет углекислый газ и образует карбоксигемоглобин.
4. Таким образом, диссоциация оксигемоглобина определяется реакцией среды, а свободный гемоглобин, образованный после распада оксигемоглобина, является сильным основанием, он препятствует закислению крови в области тканевых капилляров.
|
| |
|
|
| Health | Дата: Суббота, 27.07.2013, 13:37 | Сообщение # 6 |
|
Животъ
Группа: Администраторы
Сообщений: 597
Статус: Offline
| Процессы, которые происходят в легочных капиллярах:
1. Углекислый газ переходит в альвеолы, снижается его концентрация в крови, что способствует усилению диссоциации карбоксигемоглобина.
2. Образуется большое количество восстановленного гемоглобина, который присоединяет к себе кислород. Поскольку среда становится щелочной, от гемоглобина отщепляется ион водорода, который стабилизирует рН, а к самому гемоглобину присоединяется ион калия.
3. Из калиевой соли угольной кислоты и свободных ионов водорода образуется угольная кислота, которая диссоциирует на углекислый газ и воду, вследствие смещения равновесия химической реакции из-за снижения концентрации углекислого газа в крови.
Таким образом, оксигемоглобин диссоциирует с образованием иона водорода, который с одной стороны смещает рН в кислую сторону, а с другой – способствует диссоциации угольной кислоты с образованием углекислого газа, который должен перейти в легочные альвеолы и покинуть организм с выдыхаемым воздухом.
|
| |
|
|
| Health | Дата: Суббота, 27.07.2013, 13:38 | Сообщение # 7 |
|
Животъ
Группа: Администраторы
Сообщений: 597
Статус: Offline
| Бикарбонатный буфер считается следующим по важности после гемоглобинового, он также связан с актом дыхания. Так, в крови всегда имеется довольно большое количество слабой угольной кислоты и гидрокарбоната натрия, поэтому поступление в кровь более сильных кислот приводит к тому, что они взаимодействуют с гидрокарбонатом натрия с образованием соответствующей соли и угольной кислоты. Последняя быстро расщепляется ферментом карбоангидразой на воду и углекислый газ, которые выводятся из организма.
Поступление в кровоток щелочи приводит к тому, что образуются карбонаты – соли угольной кислоты и вода. Дефицит угольной кислоты, который возникает при этом, может достаточно быстро компенсироваться за счет уменьшения выделения углекислого газа легкими.
Состояние бикарбонатной буферной системы оценивается по равновесию следующей реакции:
H2O + CO2 = H2CO3 = H+ + HCO3
|
| |
|
|
| Health | Дата: Суббота, 27.07.2013, 13:38 | Сообщение # 8 |
|
Животъ
Группа: Администраторы
Сообщений: 597
Статус: Offline
| В клинической практике для оценки состояния бикарбонатной буферной системы используют следующие показатели:
1. Стандартные бикарбонаты. Это концентрация в крови аниона гидрокарбоната при стандартных условиях (парциальное давление углекислого газа 40 мм.рт.ст., полное насыщение крови кислородом, равновесие с газовой смесью при температуре в 38 градусов по Цельсию).
2. Актуальные бикарбонаты – концентрация аниона гидрокарбоната в крови при 38 градусах и реальных значениях парциального давления углекислого газа и рН.
3. Способность крови связывать углекислый газ – показатель, отражающий концентрацию бикарбонатов в плазме. Раньше активно определяли газометрическим методом, на сегодняшний день метод утратил свою значимость ввиду развития электрохимических методов.
4. Щелочной запас – способность крови нейтрализовать кислоты за счет щелочных соединений, определялся методом титрования, на сегодня метод утратил свое практическое значение.
5. Парциальное давление углекислого газа. Давление в газе, который уравновешен при температуре в 38 градусов с плазмой артериальной крови. Зависит от диффузии углекислого газа через альвеолярную мембрану и дыхания, а потому может нарушаться при изменении проницаемости альвеолярной мембраны или нарушении вентиляции легких.
|
| |
|
|
| Health | Дата: Суббота, 27.07.2013, 13:39 | Сообщение # 9 |
|
Животъ
Группа: Администраторы
Сообщений: 597
Статус: Offline
| Фосфатная буферная система
В состав этой системы входит гидрофосфатнатрия и дигидрофосфатнатрия. Гидрофосфат обладает щелочными свойствами, тогда как дигидрофосфат проявляет свойства слабой кислоты. При поступлении в кровь кислоты, она реагирует со слабым основанием – гидрофосфатом, свободные ионы водорода при этом связываются с образованием дигидрофосфата, а рН крови стабилизируется (не происходит смещения в кислую сторону). Если в кровь поступают основания, то их гидроксид анионы связываются со свободными ионами водорода, источником которых является слабая кислота – дигидрофосфат.
Наибольшее значение фосфатная буферная система имеет для регуляции рН интерстициальной жидкости и мочи (в крови большее значение отводится гемоглобиновому и бикарбонатному буферам). В моче гидрофосфат играет роль в сбережении гидрокарбоната натрия. Так, происходит взаимодействие гидрофосфата с угольной кислотой, образуются дигидрофосфат и гидрокарбонат (натрия, калия, кальция и других катионов). Гидрокарбонат полностью реабсорбируется, а от концентрации дигидрофосфата зависит рН мочи.
|
| |
|
|
| Health | Дата: Суббота, 27.07.2013, 13:47 | Сообщение # 10 |
|
Животъ
Группа: Администраторы
Сообщений: 597
Статус: Offline
| 
Концентрация ионов водорода в плазме крови
|
| |
|
|
| Юрий | Дата: Понедельник, 30.06.2014, 09:06 | Сообщение # 11 |
|
Земля
Группа: admin
Сообщений: 1694
Статус: Offline
| ПРЯМЫЕ И КОСВЕННЫЕ МЕТОДЫ ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОГО ТИТРОВАНИЯ Прямой метод в потенциометрии применяют при определении электродного потенциала, и он является источником информации о концентрации иона в растворе. Для определения концентрации ионов металлов в качестве индикаторного электрода применяют электрод первого рода (пластину из металла, концентрация которого определяется). Например, для определения концентрации иона меди применяют в качестве индикаторного электрода медную пластину.При титровании систем, содержащих малорастворимые или коллоидные частицы, используют косвенные методы потенциометрического титрования, основанные на измерении ЭДС в процессе титрования с помощью потенциометрических установок, которые различаются типом индикаторного электрода, определяющегося потенциалопреде-ляющим ионом. Потенциалопределяющий ион зависит от реакции, лежащей в основе титрования. В методе нейтрализации в основе титрования лежит реакция нейтрализации: Н + + ОН - = Н 2О (кислотно-основное титрование).В процессе титрования изменяется концентрация ионов водорода, и этот ион определяет потенциал титруемой системы. Поэтому в качестве индикаторного электрода применяют стеклянный электрод.В процессе титрования индикаторный электрод и электрод сравнения погружают в титруемый раствор. При титровании в точке эквивалентности происходит резкое изменение потенциала - скачок титрования, что обусловлено изменением концентрации в растворе потенциал-определяющего иона Н +. Зависимость изменения ЭДС в ходе титрования от объема добавленного титранта изображают графически. Такую зависимость называют кривой потенциометрического титрования. ®
|
| |
|
|
|
