Soluțiile tampon sunt soluții ale căror pH variază foarte puțin atunci când sunt adăugate cantități mici de acizi sau alcalii puternici și, de asemenea, diluate.
Din punctul de vedere al teoriei protonilor, cea mai simplă soluție tampon constă într-un acid slab și baza lui conjugată sau baza slabă și acidul conjugat.
Clasificarea sistemelor tampon
1. Acidic. Acestea constau dintr-un acid slab și o sare a acestui acid. De exemplu, sistemul tampon acetat (CH3COOH + CH3COOHa), sistemul tampon de hidrocarbonat (H2CO3 + NaHCO3).
2. Basic. Constă dintr-o bază slabă și sarea ei. De exemplu, un sistem tampon de amoniac (NH3Hx20 + NH4CI).
3. Soluție salină. Acestea constau în sare acidă și medie sau două săruri acide. De exemplu, sistemul tampon carbonat (NaHCO3 + Na2CO3), sistemul tampon fosfat (KH2PO4 + K2HP04).
4. Aminoacid și proteină. Dacă sarcina totală a unei molecule de aminoacizi sau proteine este zero (starea izoelectrică), atunci soluțiile acestor compuși nu sunt tampon. Efectul lor tampon începe să se manifeste când se adaugă o cantitate de acid sau alcalină.
Mecanismul de acțiune al sistemelor tampon:
1. Thinning. Atunci când este diluat cu apă, concentrația ambelor componente în sistemul tampon scade în aceeași măsură, astfel încât amploarea raportului lor nu se va schimba. pK (acid) și pK (bază) sunt constante la o anumită temperatură și nu depind de diluție. Într-adevăr, scăderea simultană a concentrațiilor de acid și sare în sistemul tampon acetat de la 0,1 M la 0,001 M, când este diluat cu apă, modifică pH-ul soluției tampon de la 4,63 la 4,73. În consecință, diluția modifică în final pH-ul sistemelor tampon.
2. Adăugarea de acizi și baze. Când se adaugă cantități mici de acizi sau baze puternice, pH-ul sistemelor tampon variază nesemnificativ. De exemplu, luați în considerare un tampon acetat:
Când o cantitate mică de HCI este adăugată la tamponul acetat, ionii H + interacționează cu componenta principală a soluției tampon:
H + + CH3COO - # 8644; CH3COOH.
Gradul de disociere a CH3COOH este mic și concentrația [H +] rămâne practic neschimbată. PH-ul soluției tampon scade, dar ușor.
Astfel, dacă X mol / l HCI este adăugat la tamponul acetat, ecuația pentru calculul pH-ului sistemului tampon are forma:
pH = pK (acid) + lg
Când se adaugă o mică cantitate de NaOH, ionii OH sunt neutralizați cu componenta acidă a soluției tampon:
OH - + CH3COOH # 8644; CH3COO - + H20.
Ca rezultat, baza tare adăugată este înlocuită cu o cantitate echivalentă de bază slab conjugată (CH3COO-), care are un efect mai redus asupra reacției mediului. PH-ul soluției tampon crește, dar ușor.
Astfel, dacă Y mol / l NaOH este adăugat la tamponul acetat, ecuația pentru calculul pH-ului sistemului tampon are forma:
pH = pK (acid) + lg
Capacitatea tamponului (B) este numărul de moli echivalentul unui acid puternic sau alcalin, care trebuie adăugat la 1 litru de soluție tampon pentru a-și modifica pH-ul cu unul.
Capacitatea tampon a sistemului este determinată în raport cu acidul (acidul) sau baza (alcaline) adăugat (Vos.) Și se calculează prin formulele:
Vkisl. = Vos. =
39. Ecuația Henderson-Hasselbach pentru calculul pH-ului sistemelor tampon (inferență).
La concentrații ridicate de H și OH, raportul dintre componentele amestecului tampon-Ck / Cc crește sau scade semnificativ și pH-ul se poate schimba. Acest lucru este confirmat de ecuația Henderson-Hasselbach, care stabilește dependența [H], Ki, # 945; și Ck / Cc.
Exemplul unui sistem tampon de tip acid este un amestec de acid acetic și sare CH3COONa. Concentrația ionilor de hidrogen în soluția tampon este determinată de constanta de ionizare a acidului acetic:
Conversia la formular:
= Kî sau = Kî Sk / Сс.
Sisteme tampon de sânge.
Sistemele tampon de sânge sunt reprezentate de sisteme tampon de plasmă sanguină și sisteme tampon de eritrocite. Sistemele tampon de plasmă - hidrocarbonat, proteine și fosfat, rolul acestuia din urmă este neglijabil. Acestea reprezintă 44% din capacitatea tampon a sângelui. Sisteme tampon de eritrocite - hemoglobină, hidrocarbonată, sistem de fosfați organici (fosfați). Acestea reprezintă 56% din capacitatea tampon a sângelui.
Deoarece în plasma sanguină rolul principal în legarea ionilor H + este jucat de anionul hidrocarbonat, concentrația sa în plasmă determină alcalinitatea rezervelor sanguine.
Sistemul tampon de hemoglobină se găsește numai în eritrocite. Mecanismul acțiunii sale este legat de adăugarea și eliberarea oxigenului. În legătură cu aceasta, hemoglobina (HB) a oxidat HN02 și o formă redusă HHB.
HHB + O2 # 8644; NNvO2 # 8644; H + + HBO2 -
Sistemul tampon hemoglobinei din organism funcționează eficient numai în combinație cu un sistem de hidrocarburi.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: