«Сутектік көрсеткіш» оқу - әдістемелік құрал

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 21 бет
Таңдаулыға:

ББК 24. 5

УДК 546

М. Қозыбаев атындағы Солтүстік Қазақстан мемлекеттік университетінің оқу - әдістемелік кеңесінің шешімімен басылады. Протокол № «» 2005 ж.

Рецензиет:

х. ғ. к. Сабиева К. У.

Аубакирова Г. Б., Омарова С. С., Башкирцева Н. В., Жолболсынова А. С. «Сутектік көрсеткіш» оқу - әдістемелік құрал . Петропавл М. Қозыбаев атындағы СҚМУ, 2005 ж. - 43 б.

Ұсынылып отырған оқу-әдістемелік құрал жоғарғы оқу орындарының студенттері мен оқытушыларға арналған практикалық және семинар сабақтарында пайдаланатын, сондай-ақ студенттердің өздік дайындықтарда қолданатын көмекші әдебиет болып табылады. Сутектік көрсеткіш туралы жан-жақты теориялық түсінік беріліп, есеп шығару үлгілері мен шығарылатын есептер келтірілген.

Омарова С. С.

Башкирцева Н. В.

Жолболсынова А. С.

2005.

Мазмұны

Сутектік көрсеткіштің мәнін анықтау.
Буферлік жүйелер.
Сутектік көрсеткіштің әсері. - дақылдарға
рН анықтаудың әртүрлі әдістері.
Есеп шығару үлгілері.
Есептер.
Қосымша.
Қолданылған әдебиеттер тізімі.

1. Сутектік көрсеткіштің мәнін анықтау.

Сутектік көрсеткіш - ерітінділердегі сутек иондарының концентрациясын немесе сутек иондарының белсенділігін сипаттайтын шама. Сутектік көрсеткіш рН деп белгіленедіОл сан мәні жағынан осы концентрацияның немесе белсенділіктің теріс таңбалы ондық логарифміне тең: рН = lgС _н ⁺ ;

С _н ⁺ - сутек иондарының концентрациясы. Өлшем бірлігі - грамм - иондарының литрге қатынасы (г-ион/л) . Судағы сутек иондарының концентрациясын судың электролиттік диссоциациялану теңдеуінен (1) тепе - теңдік тұрақтысының мәні (1а) арқылы анықтауға болады:

Н ₂ О = Н ⁺ + ОН ^- (1)

К _{Д тепе - теңдік} = С _н ⁺ · С _ОН ^- /СН ₂ О (1а)

С _н ⁺ - грамм - иондардың литрге қатынасымен алынған сутек иондарының концентрациясы.

С _ОН ^- - грамм - иондардың литрге қатынасымен алынған гидроксил - иондарының концентрациясы.

Судың диссоциалану дәрежесі өте аз болғандықтан, айтарлықтай түзету енгізбей - ақ диссоциаланбаған су молекулаларының концентрациясын тұрақты деп есептеуге болады. Сонда (1а) теңдеуін: К _{Д тепе - теңдік} · СН ₂ О = С _н ⁺ · С _ОН ^-

К _{Д тепе - теңдік} · СН ₂ О = К _с → К _с = С _н ⁺ · С _ОН ^- (1б) деп жазуға болады.

К _с - судың иондық көбейтіндісі деп аталады. Ол белгілі бір температура үшін әрқашан сан мәні 10 ^-14 тең тұрақты шама болып есептеледі.

Судың диссоциалануы (1) сырттан жылу сіңіре жүреді (13600 кал/моль мөлшерінде), сондықтан температураның жоғарылауы тепе - теңдікті оңға қарай ығыстырады, яғни судың диссоциалану дәрнежесі артады.

Бір - бірімен байланыссыз әртүрлі әдістермен анықталған судың диссоциалану тұрақтылары (К _Д ) мен судың иондық көбейтінділері (К _с ) мәндерінің арасында жақсы сәйкестік байқалады.

Мына төмендегі кестеде судың иондық көбейтіндісі (К _с ), судағы сутек пен гидроксил иондарының концентрациялары (С _н ⁺ пен С _ОН ^- ) және судың сутектік көрсеткішінің (рН) әртүрлі температурадағы мәндері берілген:

Кесте 1

t ⁰ С

К _с

С _н ⁺ = С _ОН ^-

рН

t0С: 0

Кс: 1, 139 · 10 ^-15

Сн+= СОН-: 3, 380 · 10 ^-8

рН: 7, 972

t0С: 18

Кс: 5, 702 · 10 ^-15

Сн+= СОН-: 7, 640 · 10 ^-8

рН: 7, 117

t0С: 25

Кс: 1, 008 · 10 ^-14

Сн+= СОН-: 1, 004 · 10 ^-7

рН: 6, 999

t0С: 50

Кс: 5, 474 · 10 ^-14

Сн+= СОН-: 2, 339 · 10 ^-7

рН: 6, 631

t0С: 100

Кс: 5, 900 10 ^-13

Сн+= СОН-: 7, 700 · 10 ^-7

рН: 6, 120

Көбінесе температура 25 ⁰ С болғандағы К _с мәнін пайдаланады. Кестеден t = 25 ⁰ С таза судағы немесе кез келген бейтарап сулы ортадағы С _н ⁺ = С _ОН ^- = √К _с = 1, 004 · 10 ^-7 , рН = lgС _н ⁺ , яғни рН = 6, 999 тең екенін көреміз.

Қышқылдар мен негіздер ерітінділерінде С _н ⁺ пен С _ОН ^- тең болмайды, бірақ кез келген жағдайда (1б) теңдеуінен көрініп тұрғандай, бұл екі концентрацияның арасындағы кері пропорционалдық сақұталады. Яғни, кез келген сутек иондарының концентрациясының (С _н ⁺ ) көбеюі соған сәйкес гидроксил иондарының концентрациясының (С _ОН ^- ) азаюына әкеліп соқтыралды және керісінше. Берілген бір температурада рН - ты есептеу үшін (1б) теңдеуінен шығатын рН = lgС _ОН ^- - lgК _с (2) өрнегін пайдалануға болады.

Сонымен, С _н ⁺ пен С _ОН ^- мәндері бір - бірімен тығыз байланысты дедік. Егер ерітіндідегі С _н ⁺ = 10 ^-12 болса, онда С _ОН ^- = 10 ^-14 : 10 ^-12 , яғни рОН = lg(-14) - [-lg(-12) ] = 14 - 12 = 2, ал рН = 14 - 2 = 12 болар еді. Немесе, бірден 2 - теңдеу бойынша рН = lg(-2) - lg(-14) = -2 + 14 = 12(сілтілік орта) анықталады.

Сулы ерітінділерде сутек иондары гидроксоний иондарын (Н ₃ О ⁺ ) түзіп, гидраттанғанкүйде болады. Бір негізді

күшті қышқылдардың бір молярлы ерітінділерінде Сн ₃ О ⁺ = 1 г-ион/л, ал СН ⁺ = 10 ^-13 г-ион/л болатындығы есептелген.

Н ⁺ пен ОН ^- иондарының мөлшері бірдей сулы ерітінділер бейтарап ерітінді деп аталады, олардың сутектік көрсеткіші рН = 7, 0. Сутек иондары гидроксил иондарынан көп ерітінді қышқылдық ерітінді деп аталады, оның рН<7, 0. Егер ерітіндінің рН>7, 0 болса, ол ерітінді сілтілік ерітінді деп аталады. Неғұрлым ерітіндінің рН көрсеткіші аз болса, соғұрлым сутек иондары көп, ерітінді қышқылырақ болады.

рН шамасының өзіндік маңызды ерекшелігін есте сақтау қажет: ол - арифметикалық емес, логарифмдік шама. Сондықтан, рН көрсеткіштерінің айырмасы 1 - ге тең болатын екі ерітінді берілсе, онда бір ерітіндідегі СН ⁺ екінші ерітіндідегі сутек иондарының концентрациясынан 10 есе көп деген сөз.

Сутек иондарының концентрациясын сутектік көрсеткіш арқылы анықтауды біле отырып, енді барлық ерітінділердегі реакциялық ортаны күшті ұқышқылдықтан бастап, бейтарап орта арқылы күшті сілтілікке дейін рН - тың біртұтас деңгейлік көрсеткіші (шкала) арқылы өрнектей аламыз:

Кесте 2

10 ⁰

10 ^-1

10 ^-2

10 ^-3

10 ^-4

10 ^-5

10 ^-6

10 ^-7

10 ^-8

10 ^-9

10 ^-10

10 ^-11

10 ^-12

10 ^-13

100:

Қышқылдықтың күшеюі

10-1:

10-2:

Сілтіліктің күшеюі

100: 0

10-1: 1

10-2: 2

10-3: 3

10-4: 4

10-5: 5

10-6: 6

10-7: 7

10-8: 8

10-9: 9

10-10: 10

10-11: 11

10-12: 12

10-13: 13

100: Күшті қышқылдық

10-1: Әлсіз қышқылдық

10-2: Бейтарап

10-3: Әлсіз сілтілік

10-4: Күшті сілтілік

Биологиялық және химиялық үрдістерде басқа иондарға қарағанда сутек иондары ерекше орын алады. Мысалы, ақұлпа тіршілігіндегі құрылым мен химиялық заттардың ыдырауына көмектесетін ферменттердің белсенділігі тікелей сутек иондарының . Әрбір фермент өзінің әрекет етуіне өолайлы болатын белгілі бір рН шамасын қажет етеді.

Микроағзалардың өмір сүруінде сутек иондары концентрациясының маңызы зор. Мысалы, дифтерия микробы рН =7, 3 - 7, 6 аралығында, ал ішек таяқшалары микробы рН =6 - 7 болғанда өте жақсы дамитындығы анықталған.

Топырақтағы микроағзалардың тірлігі де рН көрсеткішіне тікелей байланысты. Мысалы, азоттың микробтармен фиксациясы рН = 7, 2 болатын топырақта белсенді өтетіні байқалды.

Топырақтың рН көрсеткішінің жоғары деңгейлі өсімдіктерге де әсері әртүрлі. Мысалы: сұлы, шалқан, картолп, қара бидай шамамен рН = 5 бо латын топырақта өссе, көп өнім береді, ал бидай, ешмен, қызылша, люцерна бейтарап орталы, немесе тіпті әлсіз сілтілік орталы топырақта жақсы өсіп - өнеді.

Шалғындықтарда өсіп тұрған өсімдіктердің құрамына қарап та топырақтың рН - ын анықтауға болады. Мысалы: өгейшөп көп өскен жердің рн - ы 7, 5 - 7, 9 аралығында, осока көп өскен болса, ол жердің топырағының рН = 4, 5 - 4, 9, ал щучки өскен жерде рН = 3, 5 - 3, 9 т. б.

Ортаның рН - ын қолдан өзгерту арқылы, яғни топыраққа әктас немесе суперфосфат қосу арқылы, топырақтың бактериялық құрамыне өзгертуге, әрі керекті деңгейде ұстап отыруға болады.

Сутек иондарының концентрациясы жануарлар мен адам ағзаларының функционалдық қызметтеріне үлкен әсерін тигізеді.

Сутек иондарының концентрациясы заттар менерітінділердің негізгі физико - химиялық қасиеттеріне: ерігіштік, сүзілу, беттік керілу, қоюлану, тұрақтылық, осмостық қысым, ісіну және т. б. Қасиеттеріне әсер етеді.

Міне, сондықтан да сутек иондарының концентрациясын анықтау химияның барлық салаларында, биологияда, физиологияда, бактериологияда, медицинада, ауыл шарукашылығында және техникада өз қолданылымын тауып отыр.

2. Буферлік жүйелер

Әлсіз қышқылдық немесе әлсіз сілтілік реакциялар көрсететін күшті қышқылдар мен негіздердің сұйытылған ерітінділері рН тұрақсыздығымен сипатталады. Қышқылдар мен сілтілердің сұйытылған ерітінділеріне атмосферадан түсетіән аздаған шаң - тозаң немесе шыныдан тұздардың сілтіленуі ерітінділердің рН шамасын айтарлықтай өзгерте алады. рН қажетті мәнінде ұстап тұруға, ерітіндінің рН шамасы реакция шарттары өзгерген жағдайда да айтарлықтайығыспай, сол мәнінде өзгермей қалуы буферлік ерітінділерді қолдану арқылы мүмкін болады («буфер» деген ағылшынның “buff” - «дүмпуді жұмсарту» сөзінен шыққан) . Ондай ерітінділер, көбінесе, әлсіз қышқыл мен оның тұздарының қоспасы немесе әлсіз негіз бен оның тұздарының қоспасы немесе әлсіз негіз бен оның тұздарының қоспасы болып келеді. Буферлік сыйымдылық - буферлік ерітінділердің рН - ын өзгертуге тырысқан әсерлерге «қарсы тұру» аралықтарының шегі.

Егер, мысалы үшін, сірке қышқылы мен оның тұзының (натрий ацетатының - СН ₃ СООNа) қоспасын алсақ, онда бұл ерітінді рН мәнін салыстырмалы түрде ұзақ уақыт тұрақты етіп ұстай алады. Қоспаны қышқылдандырып көрейік, ондай кезде ацетат - иондар Н ⁺ артық мөлшерін байланыстырады да, аз диссоциаланатын сірке қышқылы түзіледі, рН өзгеріссіз қалады. Ал егер ерітіндіге ОН ^- артық мөлшерін қоссақ, онда

гидроксид - иондары сірке қышқылымен бейтараптанады да, тағы да рН өзгеріссіз қалады. Басқа буферлік ерітінділер де дәл осындай қасиет көрсетеді. Буферлік ерітінділердің әрқайсысы рН - тың өзіне тән белгілі бір мәнін сақтайды. Буферлік жүйенің осы қасиетін буферлік әрекет деп атайды. Тап осындай әрекетті фосфор қышқылының тұздары мен әлсіз органикалық қышқылдар (қымыздық, шарап, лимон, фталь т. б. ) да көрсетеді. Буферлік ерітінділердегі рН нақты мәні оның құрам бөлігінің компонент концентрациясына тәуелді. Яғни, ацетатты буфер ерітіндінің рН - ын 3, 8 - 6, 3 аралығында ұстап тұруға жағдай жасайды; фосфаттық буфер (КН ₂ РО ₄ пен Nа ₂ НРО ₄ қоспасы) - 4, 8 - 7, 0; бораттық (Nа ₂ В ₄ О ₇ мен NаОН қоспасы) - 9, 2 - 11, 0 аралығында рН сақтап тұрады. Буферлік әрекет көрсете алатын ерітінділер буферлік қоспалар немесе буферлік жүйелер деп аталады. Олар әлсіз қышқылдар мен олардың тұздарының күшті қышқылдармен қоспаларынан тұрады.

Көптеген табиғи сұйықтар буферлік қасиет көрсетеді. Мысалы, мұхит суларының буферлік қасиеті көмір қышқыл газы мен гидрокарбонат иондарының (НСО ₃ ^- ) еруіне негізделген. Гидрокарбонат - иондарының түзілу көзі СО ₂ басқа, мұхиттардағы әктас түрінде, бор түрінде және қабықша түрінде тұнған көп мөлшердегі кальций карбонаты. Мұхит өсімдіктерінің (планктонның) фотосинтетикалық әрекеті атмосфераны оттегімен байыта отырып, ортаның рН - ын жоғарлатуына әкеп соқтырады.

Ол Ле Шателье принципіне сәйкес еріген көмір қышқыл газын сіңірген кездегі тепе - теңдіктің ығысуы бойынша өтеді:

2Н ⁺ + СО ₃ ^2- ↔︎ Н ⁺ + НСО ₃ ^- ↔︎ Н ₂ СО ₃ ↔︎ Н ₂ О + СО ₂ . Фотосинтез кезінде:Н ₂ О + СО ₂ + hv → 1/n (СН ₂ О) _n + О ₂ ерітіндіден СО ₂ жұмсалып кетіп отырады да, тепе - теңдік оңға қарай ығысады яғни орта негіздік ортаға айналады.

Ағза жасушаларында СО ₂ гидратациясы карбоангидраза ферментімен жылдамдатылады (катализ) . Жасуша сұйықтығы мен қан да табиғи буферлік ерітінділерге мысал бола алады.

Қанда шамамен 0, 025 моль/л көмір қышқыл газы болады, оның мөлшері еркектерде әйелдерге қарағанда ~ 5% - ке көп. Гидрокарбонат - иондарының концентрациясы да шамамен сондай ( олар да еркектерде көп) болады.

Буферлік қоспалардың жұмыс істеу механизмін ацетаттық қоспаны мысалғаала отырып, қарастырып көрейік. Ацетатты қоспа - сірке қышқылы мен оның натрий тұзы бар ерітінді.

Ерітіндіде сірке қышқылы төмендегідей тепе - теңдікте болады:

СН ₃ СООН ↔︎ СН ₃ СОО ^- + Н ⁺ ; (а)

Оның диссоциациялану тұрақтысы:

К _а = [СН ₃ СОО ^- ] [Н ⁺ ] /[СН ₃ СООН] ; (б)

Осыдан сутек иондарының концентрациясын анықтасақ:

[Н ⁺ ] = К _а = [СН ₃ СООН] /[СН ₃ СОО ^- ] ; (в)

Сірке қышқылының электролиттік диссоциациялану дәрежесі өте аз, сондықтан ерітіндіде оның диссоциацияланбаған молекулалары көп болады. Сірке қышқылының сулы ерітіндісіне сулы ерітінділерде толығымен Nа ⁺ және СН ₃ СОО ^- иондарына ыдырайтын натрий ацетатын қосу сірке қышқылының диссоциациясын соншалықты төмендетеді де, диссоциацияланбаған молекулалардың концентрациясы сірке қышқылының ерітіндідегі жалпы концентрациясымен бірдей болады. Оны С _қышқыл деп белгілейді. Сонда (в) өрнегіндегі [СН ₃ СООН] мәні С _қышқыл деп белгіленеді. Әрі қарай, сірке қышқылының диссоциациясы толық тоқтауына байланысты ацетат - иондарының [СН ₃ СОО ^- ] концентрациясы жобамен ерітіндідегі тұздың жалпы концентрациясына жақындайды, оны С _тұз деп белгілейді. Өйткені, СН ₃ СОО ^- иондары іс жүзінде тек СН ₃ СООNа тұзының диссоциациялануы нәтижесінде (ал сірке қышқылы оның натрий тұзы қатысында диссоциацияға өте аз мөлшерде ұшырайтындықтан, оны жоққа шығарып тастаймыз) ғанатүзіледі.

Сондықтан, (в) өрнегіндегі [СН ₃ СООН] пен [СН ₃ СОО ^- ] алмастырғанда:

[Н ⁺ ] = К _а · С _қышқ. /С _тұз ; (1)

Осындай талдауды әлсіз негіз бен оның, тұзының күшті қышқылмен қоспасына жүргізе отырып, төмендегі өрнекті аламыз:

[ОН ^- ] = К _а · С _негіз /С _тұз ; (2)

Қышқылдық электролиттік диссоциациялану константасы К берілген жағдайларда тұрақты екендігі ескере отырып, (1) өрнек бойынша иондардың концентрациясы тек қана буферлік қоспа дайындауға алынған қышқыл мен тұздың концентрацияларының қатынасына ғана байланысты, концентрациялардың абсолюттік мәніне байланыссыз екенін көреміз. Осының салдарынан, буферлік ерітінділерді сұйылтқанда, сутек иондарының концентрациясы өзгеріссіз қалуы керек. Солай болады да.

Бірақ шын мәнінде өте күшті сұйылтқанда, буфер ерітіндінің рН мәні шамалыөзгереді: тұздың диссоциациялануынан түзілген иондардың арасында өзара әрекеттесу жүретіні белгілі. Ол белсенділік коэффициентімен анықталады. Сұйытылған ерітінділер үшін белсенділік коэффициенті диссоциациялану дәрежесіне (α) жуықтайды, сондықтан (1) және (2) өрнектерін төмендегідей жазуға болады:

[Н ⁺ ] = К _а · С _қышқ. /С _тұз · α; (1а)

[ОН ^- ] = К _а · С _негіз /С _тұз · α; (2а)

Ацетатты буферлік қоспасының рН мәніне сұйылтудың әсері. Кесте 3

Көрсеткіштер

Қышқыл мен тұздың концентрациясы (г-кв/л)

0, 1

0, 01

0, 001

Көрсеткіштер:

αСН ₃ СООН

αН ⁺

рН

Қышқыл мен тұздың концентрациясы (г-кв/л):

0, 79

2, 36 · 10 ^-5

4, 62

0, 87

2, 14 · 10 ^-5

4, 67

1, 00

1, 8 · 10 ^-5

4, 74

Кестеден көріп отырғанымыздай, өте күшті сұйылтудан буферлік ерітіндінің рН мәні біршама жоғарылайды. Бірақ сутекиондарының концентрациясын екінші ондық таңбадан артық дәлдікпен анықтау өте сирек жүргізілетіндіктен, буферлік ерітінділермен жұмыс істегенде, тұздың диссоциациялану дәрежесін ескермей (әсіресе, аздаған сұйылтулар үшін) (1а) және (2а) өрнектерін қолдануға болады.

Тек қана қышқыл (немесе тек қана негіз) ерітінділерінен буферлік ерітінділердің айырмашылығы - олар сутек иондарының концентрациясының белгілі бір бағытқа қарай өзгеруіне мүмкіндік бермеуі. Шынында, егер ацетатты қоспаға тұз қышқылын қоссақ, онда тұз қышқылы натрий ацетатымен натрий хлоридін және әлсіз сірке қышқылын түзеді:Н ⁺ + Cl ^- + Nа ⁺ + СН ₃ СОО ^- = Nа ⁺ + Cl ^- + СН ₃ СООН.

Буферлік қоспа сутектік көрсеткіштің тұрақтылығын тек қана егер ерітіндіге қосылатын күшті қышқыл немесе күшті негіздің мөлшері белгілі бір шекті шамадан аспаған жағдайда ғана ұстап тұра алады. Буферлік әсердің байқалу шегін буферлік сыйымдылық деп атау енгізілген. Буферлік сыйымдылық сандық мәні (В) рН мәнін бір бірлікке өзгерту үшін 1 л. қышқылдың (күшті негіздің) грамм - эквивалент санымен анықталады және төмендегі теңдеумен өрнектеледі:

В = г -экв/л/рН ₂ - рН ₁ ; (3), мұндағы: г - экв/л - буферлік ерітіндіге қосылған қышқыл немесе сілтінің грамм - эквивалент саны, ал рН ₂ - рН ₁ = 1.

Буферлік сыйымдылықтың шамасы: 1) буферлік қоспаның құрам бөліктерінің концентрациясына және 2) осы концентрациялардың ара қатынастарына байланысты. Буферлік қоспаның құрам бөліктерінің концентрацияларының артуы көмектесіп, рН мәнін тұрақты ұстап тұруға қорды (резервті) көбейтеді.

Кез келген буферлік қоспаның буферлік жылдамдығы, оның құрам бөліктерінің эквиваленттік концентрацияларында ең жоғарғы шамаға жетеді:

С _тұз = С _қышқыл немесе С _тұз = С _негіз

Мұндай буферлік ерітіндіде сутек иондарының концентрациясы диссоциациялану константасына тең болады:

[Н ⁺ ] = К немесе рН = рК

[Н ⁺ ] = К болатын буферлік ерітіндіде сутек иондарының г-экв. белгілі мөлшерінің бөлшектің бөлімінен алымына немесе керісінше ауысуынан берілген жағдайларға С _қышқыл : С _тұз қатынасының ең аз мәнге ие болуымен анықталады.

Сонымен, буферлік қоспалар төмендегідей қасиеттерге ие:

Буферлік қоспалардағы сутек иондарының концентрациясы оны сұйылтқанда айтарлықтай өзгере қоймайды;
Буферлік қоспаларға аздаған мөлшерде күшті қышқыл немесе сілті қосқаннан ондағы сутек иондарының концентрациясы (ерітіндінің буферлік сыйымдылығының шегінде) өте аз шамаға өзгереді.
Буферлік сыйымдылықтың шамасы буферлік қоспаның құрам бөліктерінің концентрацияларына және сол концентрациялардың өзара қатынасына байланысты. Буферлік қоспаның құрам бөліктерінің концентрациялары артқан сайын оның буферлік сыйымдылығы да көбейеді.

Ең жоғарғы буферлік әсер қышқыл мен тұз ерітіндіде эквиваленттік мөлшерде болған жағдайда көрінеді.

Буферлік қоспалар тірі ағзалар үшін маңызды роль атқарады. Олар қан мен ұлпалардағы рН тұрақтылығын қамтамассыз етеді. Қанның буферлік қоспасы NаНСО пен СО тұратын карбонатты қоспа, сол сияқты жартылай шамалы дигидрофосфат пен гидрофосфаттан (NаНРО + + NаНРО) тұратын фосфатты қоспа, ақуыздың буферлік қоспасы - гемоглобин, альбуниндер, глобулиндер және т. б. Ағзалар үшін сыртқы орта ерітінділерінің рН тұрақтылығы да өте мңызды.

Қанда әртүрлі буферлік жүйелер кездеседі. Олардың өте тиімділері төртеу: бикарбонатты, фосфатты, гемоглобинді және ақуызды(плазма) .

Бикарбонатты буфер.

СО ₂ + Н ₂ О ↔︎ Н ₂ СО ₃ ↔︎ Н ⁺ + НСО ₃ ^-

Бұл буферлік жүйе әлсіз көмір қышқылынан (ол СО ₂ гидротациялануынан түзіледі) және тіркескен негіз бикарбонаттан тұрады.

Қан плазмасына Н ⁺ түскенде, ондағы көмір қышқылының концентрациясы артады, ал ол СО ₂ мөлшерінің көбеюіне әкеледі. Нәтижесінде дем алу күшейіп, СО ₂ артық мөлшері өкпе арқылы шығарылады. ОН ^- концентрациясы көбейгенде, бұл процесс кері бағытта жүреді. Бұл кезде Н ⁺ мөлшері азаяды да, Н ₂ СО ₃ Н ⁺ пен НСО ₃ ^- түзіпдиссоциаланады. Ал бұл процесс өкпедегі СО ₂ газының плазмада еруімен бірге жүреді.

Қанның жалпы буферлік сыйымдылығын құруда бикарбонатты жүйе үлкен роль атқарады. Өйткені бұл жүйенің буферлік тиімділігі алумен тығыз байланыста болу себепті айтарлықтай артады.

Фосфатты буфер.

Фосфатты буферлік жүйе қанның бейорганикалық фосфаттарынан құралған. Ондағы кіріктірілген қышқылды - негіздік жұпты бірнегізді фосфат Н ₂ РО ₄ ^- (қышқыл ролінде) пен екінегізді фосфат НРО ₄ ^2- (негіз ролінде) құрайлды.

Н ⁺ иондары көбейгенде қанда жүрген НРО ₄ ^2- акцептор ролінде (негіз) протондарды қосып алып, Н ₂ РО ₄ ^- түзеді:

НРО ₄ ^2- + Н ⁺ ↔︎ Н ₂ РО ₄ ^-

ОН ^- иондары көбейсе, Н ₂ РО ₄ ^- донорлық қасиет көрсетіп, ОН ^- иондарын байланыстыруға керекті протондар бөледі:

Н ₂ РО ₄ ^- + ОН ^- ↔︎ НРО ₄ ^2- + Н ⁺ + ОН ^- ↔︎ НРО ₄ ^2- + Н ₂ О

Қан плазмасының ақуызды буфері.

Қанның маңызды буферлік жүйесін ақуызды заттар

құрайды. Олар амфотерлік қасиеттерінің арқасында, қанға негіз көп түскенде қышқыл (протондар доноры) сияқты, ал қанда қышқыл мөлшерден артық болса, кіріктірілген негіз (протондар акцепторы) сияқты әрекет етеді. Ақуызды буферлік жүйелер бикарбонатты және фосфатты буферлік жүйелерден әлдеқайда қуаттырақ.

Гемоглобинді буфер.

Қандағы барлық буферлік сыйымдылықтың 75% - і гемаглобинді буфердің үлесіне тиеді. Бұл эритроциттердегі гемоглобиннің жоғары концентрациясына, сол сияқты ондағы гистидиннің салыстырмалы түрде жоғары мөлшеріне байланысты. Гемаглобиндік буфер ерекшелігі неде? Гемаглобиннің қышқылдығы оның оттегін қаншалық дәрежеде байланыстыруына тәуелді. Оттексіз гемоглобинді дезоксигемоглобин деп, ал оттек байланысқан гемаглобинді - оксигемаглобин деп атауға келісілген. рН - тың қалыпты мәндерінде оксигемаглобин дезоксигемаглобинге қарағанда к. үшті қышқыл. Дезоксигемаглобин бұл яғни, гемаглобиндік буфер кіріктірілген қышқылдық - негіздік жұп - оксигемаглобин (НВО ₂ ) мен дезоксигемаглобиннен (НВ) тұрады. Н ⁺ акцепторы ретінде дезоксигемаглобиннің қасиеті мынаған байланысты: оксигемаглобин ұлпаларда оттегінен босап, гистидиндегі имидазольдік топтың Н ⁺ иондарына тартылуы арқасында, сутек иондарын қосып алу қабілетіне ие болады. Ал веналық қанның ұлпаларында СО ₂ бөлінуінің нәтижесінде сутек иондарының қорлануыбайқалады. Оттегін сіңіргенде өкпеде кері үрдіс өтеді. Енді оксигемаглобин ННВО ₂ (Н атомы диссоциациялану ыңғайлы болу үшін енгізілді) НСО ₃ ^- қатысында бикарбонат ионды бейтараптап, қышқыл ролінде әрекеттеседі.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.